Java實現單例模式之餓漢式、懶漢式、枚舉式

2019-11-26 13:39:49

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供稿：網友

單例模式的實現（5種）

常用:

餓漢式(線程安全，調用效率高，但是不能延時加載)
懶漢式（線程安全，調用效率不高，可以延時加載）

其他：

雙重檢測鎖式（由于jvm底層內部模型原因，偶爾會出問題，不建立使用）
靜態內部類式（線程安全，調用效率高，但是可以延時加載）
枚舉單例（線程安全，調用效率高，不能延時加載）
餓漢式單例具體代碼如下：

package com.lcx.mode;   /**  *  * 餓漢式單例，不管以后用不用這個對象，我們一開始就創建這個對象的實例，  * 需要的時候就返回已創建好的實例對象，所以比較饑餓，故此叫餓漢式單例。  * @author qq1013985957  *  */ public class SingletonHanger {   private static final SingletonHanger instance = new SingletonHanger();   private SingletonHanger() {   }   public static SingletonHanger getInstance(){     return instance;   } } /**  * 懶漢漢式單例，在需要單例對象的時候，才創建唯一的單例對象，以后再次調用，返回的也是第一創建的單例對象  * 將靜態成員初始化為null，在獲取單例的時候才創建，故此叫懶漢式。  * @author qq1013985957  *  */ class SingletonLazy{   private static SingletonLazy instance = null;   private SingletonLazy() {   }   /**    * 此方法實現的單例，無法在多線程中使用，多線可以同時進入if方法，會導致生成多個單例對象。    * @return    */   public static SingletonLazy getInstance1(){     if(instance==null){       instance = new SingletonLazy();     }     return instance;   }   /**    * 大家都會想到同步，可以同步方法實現多線程的單例    * 但是這種方法不可取，嚴重影響性能，因為每次去取單例都要檢查方法，所以只能用同步代碼塊的方式實現同步。    * @return    */   public static synchronized SingletonLazy getInstance2(){     if(instance==null){       instance = new SingletonLazy();     }     return instance;   }   /**    * 用同步代碼塊的方式，在判斷單例是否存在的if方法里使用同步代碼塊，在同步代碼塊中再次檢查是否單例已經生成，    * 這也就是網上說的 雙重檢查加鎖的方法    * @return    */   public static synchronized SingletonLazy getInstance3(){     if(instance==null){       synchronized (SingletonLazy.class) {         if(instance==null){           instance = new SingletonLazy();         }       }     }     return instance;   } } /**  *  * 使用枚舉實現單例模式，也是Effective Java中推薦使用的方式  * 根據具體情況進行實例化，對枚舉不熟悉的同學，可以參考我的博客 JAVA 枚舉類的初步理解。  * 它的好處：更加簡潔，無償提供了序列化機制，絕對防止多次實例化，即使面對復雜的序列和反射攻擊。  * @author qq1013985957  *  */ enum SingletionEnum{   SingletionEnum("單例的枚舉方式");   private String str ;   private SingletionEnum(String str){     this.setStr(str);   }   public String getStr() {     return str;   }   public void setStr(String str) {     this.str = str;   }    }

以上的單例模式就不測試，大家可以去測試，判斷對象的hashcode是否一致來判斷是否為同一個對象。

惡漢式、懶漢式的方式還不能防止反射來實現多個實例，通過反射的方式，設置ACcessible.setAccessible方法可以調用私有的構造器，可以修改構造器，讓它在被要求創建第二個實例的時候拋出異常。

其實這樣還不能保證單例，當序列化后，反序列化是還可以創建一個新的實例，在單例類中添加readResolve()方法進行防止。
懶漢漢式單例代碼如下：

package com.lcx.mode;  import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.ObjectOutputStream; import java.io.Serializable; import java.lang.reflect.Constructor; import java.lang.reflect.InvocationTargetException;  /**  * 懶漢漢式單例，在需要單例對象的時候，才創建唯一的單例對象，以后再次調用，返回的也是第一創建的單例對象  * 將靜態成員初始化為null，在獲取單例的時候才創建，故此叫懶漢式。  * @author qq1013985957  *  */ public class Singleton implements Serializable{   /**    *    */   private static final long serialVersionUID = -5271537207137321645L;   private static Singleton instance = null;   private static int i = 1;   private Singleton() {     /**      * 防止反射攻擊，只運行調用一次構造器，第二次拋異常      */     if(i==1){       i++;     }else{       throw new RuntimeException("只能調用一次構造函數");     }     System.out.println("調用Singleton的私有構造器");        }   /**    * 用同步代碼塊的方式，在判斷單例是否存在的if方法里使用同步代碼塊，在同步代碼塊中再次檢查是否單例已經生成，    * 這也就是網上說的 雙重檢查加鎖的方法    * @return    */   public static synchronized Singleton getInstance(){     if(instance==null){       synchronized (Singleton.class) {         if(instance==null){           instance = new Singleton();         }       }     }     return instance;   }   /**    *    * 防止反序列生成新的單例對象，這是effective Java 一書中說的用此方法可以防止，具體細節我也不明白    * @return    */   private Object readResolve(){     return instance;   }   public static void main(String[] args) throws Exception {     test1();     test2();   }   /**    * 測試 反序列 仍然為單例模式    * @throws Exception    */   public static void test2() throws Exception{     Singleton s = Singleton.getInstance();     ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("E://Singleton.txt")));     objectOutputStream.writeObject(s);     ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("E://Singleton.txt")));     Object readObject = objectInputStream.readObject();     Singleton s1 = (Singleton)readObject;     System.out.println("s.hashCode():"+s.hashCode()+",s1.hashCode():"+s1.hashCode());          objectOutputStream.flush();     objectOutputStream.close();     objectInputStream.close();   }   /**    * 測試反射攻擊    * @throws Exception    */   public static void test1(){     Singleton s = Singleton.getInstance();     Class c = Singleton.class;     Constructor privateConstructor;     try {       privateConstructor = c.getDeclaredConstructor();       privateConstructor.setAccessible(true);       privateConstructor.newInstance();     } catch (Exception e) {       e.printStackTrace();     }   } }

驗證反射攻擊結果：