什么是单例模式？
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介绍
保证一个类仅有一个实例，并提供一个全局访问点
单例模式的几个应用场景
- SpringBean 默认就是单例的，不过用的是动态代理生成代理对象
- 工具类里面，由一个单例保存
- 其他需要唯一对象的场景
如何实现单例模式
饿汉式
解释：和名字一般，很饿，所以在使用之前就做好了准备
优点：
- 保证单例对象不会重复
- 永远不会有重复创建的隐患
缺点：
- 如果对象较大比较占用jvm内存空间
- 影响性能，带来没有必要的对象创建。
实现代码：
/** * * 单例模式 - 饿汉式 * @author zhaoxudong * @version 1.0 * @date 2020/10/27 21:45 */ public class Hungry { private static final Hungry instance = new Hungry(); public static Hungry getInstance(){ return instance; } public static void main(String[] args) { Hungry instance = Hungry.getInstance(); System.err.println(instance); } }
非常简单，在创建之前，旧对对象进行了初始化，其实对于比较小的对象，这种方式在实际的使用过程中最多
懒汉式
解释：犹如一个懒汉，只有在使用到的时候，才进行初始化。
优点：
- 可以节省系统资源只有真正使用的时候，才会进行获取
- 对于
缺点：
1.如果多线程并发访问会出现多次实例化的问题
实现代码：
package com.zxd.interview.desginpattern.single; import com.zxd.interview.util.ExecuteUtil; /** * 单例模式 - 懒汉式 * * @author zhaoxudong * @version 1.0 * @date 2020/10/27 21:45 */ public class Lazy { public static void main(String[] args) { // 常规多线程 // for (int i = 0; i < 100; i++) { // new TestRunThread().start(); // } try { ExecuteUtil.startTaskAllInOnce(50000, new TestRunThread()); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } /** * 模拟异步请求 * 模拟十组数据 */ class TestRunThread extends Thread { @Override public void run() { // 懒汉式第一版 // int i = LazyVersion1.getInstance().hashCode(); // 懒汉式第二版 // int i = LazyVersion2.getInstance1().hashCode(); // 懒汉式第三版 int i = LazyVersion2.getInstance2().hashCode(); System.err.println(i); } } /** * 饿汉式的第一版本 */ class LazyVersion1 { private static LazyVersion1 lazyVersion1; public static LazyVersion1 getInstance() { if (lazyVersion1 == null) { // 验证是否创建多个对象 try { // 模拟在创建对象之前做一些准备工作 Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } lazyVersion1 = new LazyVersion1(); } return lazyVersion1; } } /** * 懒汉式的第二版本 * 1. 直接对整个方法加锁 * 2. 在局部代码块加锁 */ class LazyVersion2 { /** 非常重要的点： volatile 避免cpu指令重排序 */ private static volatile LazyVersion2 lazyVersion2; /** * 在方法的整体加入 synchronized * * @return */ public synchronized static LazyVersion2 getInstance1() { if (lazyVersion2 == null) { // 验证是否创建多个对象 try { // 模拟在创建对象之前做一些准备工作 Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } lazyVersion2 = new LazyVersion2(); } return lazyVersion2; } /** * 在局部代码快加入 synchronized * * @return */ public static LazyVersion2 getInstance2() { if (lazyVersion2 == null) { // 验证是否创建多个对象 try { // 模拟在创建对象之前做一些准备工作 Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (LazyVersion2.class) { if (lazyVersion2 == null) { lazyVersion2 = new LazyVersion2(); } } } return lazyVersion2; } }
注意点：
volatile关键字是JDK1.5之后的JMM为了防止CPU指令重排序的问题而加入的一种具体机制- 虽然发生的几率非常小的，但是指令重排序是JVM的本身特点
private static volatile LazyVersion2 lazyVersion2;
静态代码块
和饿汉式差不多，这里不在过多赘述，直接上代码：
实现代码：
/** * 静态代码块的形式，实现单例 * * @Author zhaoxudong * @Date 2020/10/28 13:28 **/ public class StaticBlock { private static final StaticBlock staticBlock; static { staticBlock = new StaticBlock(); } public static StaticBlock getInstance() { return staticBlock; } }
静态内部类：
优点：
- 既可以保证一次加载，又可以保证不出现重复的初始化
- 可以用一个大类管理所有的内部类
缺点：
- 额外需要多一个内部类
- 破坏代码设计模式
实现代码：
package com.zxd.interview.desginpattern.single; import com.zxd.interview.util.ExecuteUtil; /** * 单例模式 - 静态内部类实现 * * @Author zhaoxudong * @Date 2020/10/28 13:35 **/ public class SingleStaticInner { /** * 使用内部类来进行后续的构造 */ public static class Instatnce { private static Instatnce instatnce = new Instatnce(); public static Instatnce getInstatnce() { try { // 模拟在创建对象之前做一些准备工作 Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return instatnce; } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { ExecuteUtil.startTaskAllInOnce(250, new ThreadTest()); } } /** * 测试多线程获取对象 */ class ThreadTest extends Thread { @Override public void run() { System.err.println(SingleStaticInner.Instatnce.getInstatnce()); } }
序列化/反序列化的问题：
解释：序列化和反序列化的情况下，会出现问题，因为JAVA的序列化从磁盘读取的时候，会生成新的实例对象，但是这样就会违背单例模式的方式
实现代码：
package com.zxd.interview.desginpattern.single; import java.io.*; /** * 单例模式 - 序列化与反序列化的问题和解决办法 * @Author zhaoxudong * @Date 2020/10/28 13:55 **/ public class SingleSerialize { public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException { SerializeStaticInner instance = SerializeStaticInner.getInstance(); System.err.println(instance.hashCode()); // 序列化 FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("temp"); ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(fileOutputStream); objectOutputStream.writeObject(instance); objectOutputStream.close(); fileOutputStream.close(); // 反序列化 FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("temp"); ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream); SerializeStaticInner read = (SerializeStaticInner) objectInputStream.readObject(); objectInputStream.close(); fileInputStream.close(); System.err.println(read.hashCode()); } static class SerializeStaticInner implements Serializable{ private static SerializeStaticInner serializeStaticInner = new SerializeStaticInner(); public static SerializeStaticInner getInstance(){ return serializeStaticInner; } /** * 序列化当中的一个钩子方法 * 避免序列化和反序列化的对象为新实例破坏单例模式的规则 */ // protected Object readResolve(){ // System.err.println("调用特定的序列化方法"); // return SerializeStaticInner.serializeStaticInner; // } } }
- 如果没有
readResolve()，那么序列化之后反序列化是会变为一个新的实例，这样会破坏单例模式 - 如果存在
readResolve()，那么序列化之后的对象就不会出现多个实例
扩展：为什么加入readResolve() 方法就可以避免序列化的问题
下面是关于《effective Java》的解释
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关于此方法的访问权注意事项
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扩展：序列化必知：
- 所有需要网络传输的对象都需要实现序列化接口，通过建议所有的javaBean都实现Serializable接口。
- 对象的类名、实例变量（包括基本类型，数组，对其他对象的引用）都会被序列化；方法、类变量、transient实例变量都不会被序列化。
- 如果想让某个变量不被序列化，使用transient修饰。
- 序列化对象的引用类型成员变量，也必须是可序列化的，否则，会报错。
- 反序列化时必须有序列化对象的class文件。
- 当通过文件、网络来读取序列化后的对象时，必须按照实际写入的顺序读取。
- 单例类序列化，需要重写readResolve()方法；否则会破坏单例原则。
- 同一对象序列化多次，只有第一次序列化为二进制流，以后都只是保存序列化编号，不会重复序列化。
- 建议所有可序列化的类加上serialVersionUID 版本号，方便项目升级。
来源：
我不会去拾人牙慧，所以这里记录一下
