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保证一个类只有一个实例,并且提供一个访问该全局访问点
单例优缺点
优点:
- 在单例模式中,活动的单例只有一个实例,对单例类的所有实例化得到的都是相同的一个实例。这样就 防止其它对象对自己的实例化,确保所有的对象都访问一个实例
- 单例模式具有一定的伸缩性,类自己来控制实例化进程,类就在改变实例化进程上有相应的伸缩性。
- 提供了对唯一实例的受控访问。
- 由于在系统内存中只存在一个对象,因此可以 节约系统资源,当 需要频繁创建和销毁的对象时单例模式无疑可以提高系统的性能。
- 允许可变数目的实例。
- 避免对共享资源的多重占用。
缺点:
- 不适用于变化的对象,如果同一类型的对象总是要在不同的用例场景发生变化,单例就会引起数据的错误,不能保存彼此的状态。
- 由于单利模式中没有抽象层,因此单例类的扩展有很大的困难。
- 单例类的职责过重,在一定程度上违背了“单一职责原则”。
- 滥用单例将带来一些负面问题,如为了节省资源将数据库连接池对象设计为的单例类,可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出;如果实例化的对象长时间不被利用,系统会认为是垃圾而被回收,这将导致对象状态的丢失。
单例创建方式
1.饿汉式:类初始化时,会立即加载该对象,线程天生安全,调用效率高。
/**
* <p>Title: Singleton1</p>
* <p>Description: 饿汉式:类初始化的时候,就会创建好对象,天生线程安全,效率比较高,如果不使用的时候,会浪费内存 </p>
* @author robbieliu
* @date 2018年11月26日 下午9:53:21
*/
public class Singleton1 {
private static final Singleton1 singleton = new Singleton1();
private Singleton1() {
System.out.println("对象创建...");
}
/**
* 不存在线程安全问题
* @return
*/
public static Singleton1 getInstance() {
System.out.println("getInstance...");
return singleton;
}
public static void main(String[] args) {
Singleton1 instance = Singleton1.getInstance();
Singleton1 instance2 = Singleton1.getInstance();
System.out.println(instance == instance2);
}
}
2.懒汉式: 类初始化时,不会初始化该对象,真正需要使用的时候才会创建该对象,具备懒加载功能。
/**
* <p>Title: Singleton1</p>
* <p>Description: 懒汉式:类初始化时,不会创建该对象,真正需要使用的时候才会创建该对象(懒加载,省内存),天生线程不安全,要解决线程安全问题,所以效率比较低。 </p>
* @author robbieliu
* @date 2018年11月26日 下午9:53:21
*/
public class Singleton2 {
private static Singleton2 singleton;
private Singleton2() {
System.out.println("对象创建...");
}
/**
* 存在线程安全问题,多线程有可能创建多个对象
* @return
*/
public static synchronized Singleton2 getInstance() {
System.out.println("getInstance...");
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton2();
}
return singleton;
}
public static void main(String[] args) {
Singleton2 instance = Singleton2.getInstance();
Singleton2 instance2 = Singleton2.getInstance();
System.out.println(instance == instance2);
}
}
3.静态内部方式:结合了懒汉式和饿汉式各自的优点,真正需要对象的时候才会加载,加载类是线程安全的。
/**
* <p>Title: Singleton3</p>
* <p>Description: 静态内部类方式: </p>
* 饿汉式 优点:天生线程安全,执行效率高 缺点:如果不使用该对象的时候,浪费内存、没有延懒加载 <br>
* 懒汉式 优点:占内存小、具有懒加载功能 缺点:线程不安全,枷锁后执行效率变低、阻塞、等待
*
* 静态内部类方式结合懒汉式和饿汉式优点:具备懒加载、天生线程安全
* @author liuwq
* @date 2018年11月26日 下午9:53:21
*/
public class Singleton3 {
private Singleton3() {
System.out.println("对象创建...");
}
/**
* 静态内部类在什么时候初始化,需要外部内调用内部类才会.
*/
static class SingletonClassInstance {
public static Singleton3 singleton = new Singleton3();
}
public static Singleton3 getInstance() {
return SingletonClassInstance.singleton;
}
public static void main(String[] args) {
Singleton3 singleton = Singleton3.getInstance();
Singleton3 singleton2 = Singleton3.getInstance();
System.out.println(singleton == singleton2);
}
}
4.枚举单例: 使用枚举实现单例模式 优点:实现简单、调用效率高,枚举本身就是单例,由jvm从根本上提供保障!避免通过反射和反序列化的漏洞, 缺点没有延迟加载。
/**
* <p>Title: Singleton1</p>
* <p>Description: 枚举单例 </p>
* @author robbieliu
* @date 2018年11月26日 下午9:53:21
*/
public class Singleton4 {
private Singleton4() {
System.out.println("对象创建...");
}
static enum SingletonEnumInstance {
INSTANCE;
private Singleton4 singleton;
// 只会执行一次
private SingletonEnumInstance() {
singleton = new Singleton4();
}
public Singleton4 getInstance() {
return singleton;
}
}
public static Singleton4 getInstance() {
return SingletonEnumInstance.INSTANCE.getInstance();
}
public static void main(String[] args) {
Singleton4 instance = Singleton4.getInstance();
Singleton4 instance2 = Singleton4.getInstance();
System.out.println(instance == instance2);
}
}
5.双重检测锁方式 (因为JVM本质重排序的原因,可能会初始化多次,不推荐使用)
/**
* <p>Title: Singleton1</p>
* <p>Description:双重检查锁单例: </p>
* @author liuwq
* @date 2018年11月26日 下午9:53:21
*/
public class Singleton5 {
// volatile禁止重排序
private static volatile Singleton5 singleton;
private Singleton5() {
System.out.println("对象创建...");
}
/**
* 存在线程安全问题,多线程有可能创建多个对象
* @return
*/
public static Singleton5 getInstance() {
System.out.println("getInstance...");
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton5.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton5();
}
}
}
return singleton;
}
public static void main(String[] args) {
Singleton2 instance = Singleton2.getInstance();
Singleton2 instance2 = Singleton2.getInstance();
System.out.println(instance == instance2);
}
}
单例防止反射漏洞攻击
在构造函数中,只能允许初始化化一次即可。
private static boolean flag = false;
private SingletonDemo04() {
if (flag == false) {
flag = !flag;
} else {
throw new RuntimeException("单例模式被侵犯!");
}
}
public static void main(String[] args) {
}
如何选择单例创建方式
如果不需要延迟加载单例,可以使用枚举或者饿汉式,相对来说枚举性好于饿汉式。
如果需要延迟加载,可以使用静态内部类或者懒汉式,相对来说静态内部类好于懒韩式。
最好使用饿汉式