设计模式4-单例模式

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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