Java实现单例模式之饿汉式、懒汉式、枚举式

2019-11-26 13:39:49

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供稿：网友

单例模式的实现（5种）

常用:

饿汉式(线程安全，调用效率高，但是不能延时加载)
懒汉式（线程安全，调用效率不高，可以延时加载）

其他：

双重检测锁式（由于jvm底层内部模型原因，偶尔会出问题，不建立使用）
静态内部类式（线程安全，调用效率高，但是可以延时加载）
枚举单例（线程安全，调用效率高，不能延时加载）
饿汉式单例具体代码如下：

package com.lcx.mode;   /**  *  * 饿汉式单例，不管以后用不用这个对象，我们一开始就创建这个对象的实例，  * 需要的时候就返回已创建好的实例对象，所以比较饥饿，故此叫饿汉式单例。  * @author qq1013985957  *  */ public class SingletonHanger {   private static final SingletonHanger instance = new SingletonHanger();   private SingletonHanger() {   }   public static SingletonHanger getInstance(){     return instance;   } } /**  * 懒汉汉式单例，在需要单例对象的时候，才创建唯一的单例对象，以后再次调用，返回的也是第一创建的单例对象  * 将静态成员初始化为null，在获取单例的时候才创建，故此叫懒汉式。  * @author qq1013985957  *  */ class SingletonLazy{   private static SingletonLazy instance = null;   private SingletonLazy() {   }   /**    * 此方法实现的单例，无法在多线程中使用，多线可以同时进入if方法，会导致生成多个单例对象。    * @return    */   public static SingletonLazy getInstance1(){     if(instance==null){       instance = new SingletonLazy();     }     return instance;   }   /**    * 大家都会想到同步，可以同步方法实现多线程的单例    * 但是这种方法不可取，严重影响性能，因为每次去取单例都要检查方法，所以只能用同步代码块的方式实现同步。    * @return    */   public static synchronized SingletonLazy getInstance2(){     if(instance==null){       instance = new SingletonLazy();     }     return instance;   }   /**    * 用同步代码块的方式，在判断单例是否存在的if方法里使用同步代码块，在同步代码块中再次检查是否单例已经生成，    * 这也就是网上说的 双重检查加锁的方法    * @return    */   public static synchronized SingletonLazy getInstance3(){     if(instance==null){       synchronized (SingletonLazy.class) {         if(instance==null){           instance = new SingletonLazy();         }       }     }     return instance;   } } /**  *  * 使用枚举实现单例模式，也是Effective Java中推荐使用的方式  * 根据具体情况进行实例化，对枚举不熟悉的同学，可以参考我的博客 JAVA 枚举类的初步理解。  * 它的好处：更加简洁，无偿提供了序列化机制，绝对防止多次实例化，即使面对复杂的序列和反射攻击。  * @author qq1013985957  *  */ enum SingletionEnum{   SingletionEnum("单例的枚举方式");   private String str ;   private SingletionEnum(String str){     this.setStr(str);   }   public String getStr() {     return str;   }   public void setStr(String str) {     this.str = str;   }    }

以上的单例模式就不测试，大家可以去测试，判断对象的hashcode是否一致来判断是否为同一个对象。

恶汉式、懒汉式的方式还不能防止反射来实现多个实例，通过反射的方式，设置ACcessible.setAccessible方法可以调用私有的构造器，可以修改构造器，让它在被要求创建第二个实例的时候抛出异常。

其实这样还不能保证单例，当序列化后，反序列化是还可以创建一个新的实例，在单例类中添加readResolve()方法进行防止。
懒汉汉式单例代码如下：

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;  /**  * 懒汉汉式单例，在需要单例对象的时候，才创建唯一的单例对象，以后再次调用，返回的也是第一创建的单例对象  * 将静态成员初始化为null，在获取单例的时候才创建，故此叫懒汉式。  * @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() {     /**      * 防止反射攻击，只运行调用一次构造器，第二次抛异常      */     if(i==1){       i++;     }else{       throw new RuntimeException("只能调用一次构造函数");     }     System.out.println("调用Singleton的私有构造器");        }   /**    * 用同步代码块的方式，在判断单例是否存在的if方法里使用同步代码块，在同步代码块中再次检查是否单例已经生成，    * 这也就是网上说的 双重检查加锁的方法    * @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单例对象，这是effective Java 一书中说的用此方法可以防止，具体细节我也不明白    * @return    */   private Object readResolve(){     return instance;   }   public static void main(String[] args) throws Exception {     test1();     test2();   }   /**    * 测试 反序列 仍然为单例模式    * @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();   }   /**    * 测试反射攻击    * @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();     }   } }

验证反射攻击结果：