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一、什么是单例模式
单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式 属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。
注意
- 单例模式只能由一个实例对象
- 单例类必须自己创建自己的唯一实例。
- 单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
二、哪些地方用到了单例模式
单例模式经常用在需要一个实例的程序中，例如
- Spring框架IOC容器就使用到了单例模式，默认创建对象的时候为单例模式
- ResultBean 后端统一返回给前端的封装类，这个在项目中是唯一的，只用一个对象进行返回JSON给前端进行渲染
JDK中也有单例模式的身影，例
- Runtime 体现了饿汉式单例
- Console 体现了双检锁懒汉式单例
- Collections 中的 EmptyNavigableSet 内部类懒汉式单例
- ReverseComparator.REVERSE_ORDER 内部类懒汉式单例
- Comparators.NaturalOrderComparator.INSTANCE 枚举饿汉式单例
三、单例模式的优缺点
优点
- 提供了对唯一实例的访问
- 可以节约系统资源，提高系统的性能，减少不必要的内存开销
- 允许可变数目的实例（多例类）
缺点
- 扩展困难（缺少抽象层）
- 单例类的职责过重
- 由于自动垃圾回收机制，可能会导致共享的单例对象的状态丢失
四、手写单例模式
🙂饿汉式
package com.wanshi.single;
//饿汉式单例
public class Hungry {
//会造成资源浪费，占用CPU
private byte[] data1 = new byte[1024*1024];
private byte[] data2 = new byte[1024*1024];
private byte[] data3 = new byte[1024*1024];
private byte[] data4 = new byte[1024*1024];
private Hungry() {
System.out.println("Hungry init...");
}
private static Hungry hungry = new Hungry();
public static Hungry getInstance() {
return hungry;
}
}
class Test {
public static void main(String[] args) {
Hungry hungry = Hungry.getInstance();
Hungry hungry2 = Hungry.getInstance();
System.out.println(hungry);
System.out.println(hungry2);
}
}🤤枚举饿汉式
package com.wanshi.single;
import java.lang.reflect.Constructor;
// enum 是一个class类
public enum EnumSingle {
INSTANCE;
public static EnumSingle getInstance() {
return INSTANCE;
}
}
class Test {
public static void main(String[] args) throws Exception{
EnumSingle instance1 = EnumSingle.INSTANCE;
Constructor<EnumSingle> declaredConstructor = EnumSingle.class.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
declaredConstructor.setAccessible(true);
EnumSingle instance2 = declaredConstructor.newInstance();
System.out.println(instance1);
System.out.println(instance2);
}
}
在这里自行下载jad编译工具即可
枚举类最后反编译源码
jad工具反编译
jad -sjava EnumSingle.class
// Decompiled by Jad v1.5.8g. Copyright 2001 Pavel Kouznetsov.
// Jad home page: http://www.kpdus.com/jad.html
// Decompiler options: packimports(3)
// Source File Name: EnumSingle.java
package com.wanshi.single;
public final class EnumSingle extends Enum
{
public static EnumSingle[] values()
{
return (EnumSingle[])$VALUES.clone();
}
public static EnumSingle valueOf(String name)
{
return (EnumSingle)Enum.valueOf(com/wanshi/single/EnumSingle, name);
}
private EnumSingle(String s, int i)
{
super(s, i);
}
public static EnumSingle getInstance()
{
return INSTANCE;
}
public static final EnumSingle INSTANCE;
private static final EnumSingle $VALUES[];
static
{
INSTANCE = new EnumSingle("INSTANCE", 0);
$VALUES = (new EnumSingle[] {
INSTANCE
});
}
}
😪DCL懒汉式
package com.wanshi.single;
public class Lazy {
private static Lazy lazy;
public static Lazy getInterface() {
synchronized (Lazy.class) {
if (lazy == null) {
lazy = new Lazy();
}
}
return lazy;
}
public static void main(String[] args) {
Lazy lazy = Lazy.getInterface();
Lazy lazy2 = Lazy.getInterface();
System.out.println(lazy);
System.out.println(lazy2);
}
}
😴双检锁懒汉式
package com.wanshi.single;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
public class LazyMan {
private static boolean flag = false;
private LazyMan() {
synchronized (this) {
if (!flag) {
flag = true;
} else {
throw new RuntimeException("不要试图通过反射破坏对象");
}
}
}
private volatile static LazyMan lazyMan;
//双重检查锁，懒汉式（DCL懒汉式）
public static LazyMan getInstance() {
if (lazyMan == null) {
synchronized (LazyMan.class) {
if (lazyMan == null) {
//不是原子性操作，1.分配内存空间，2.执行构造方法，3.把对象指向这个空间 指令重排可能会发生 加上volatile关闭指令重排
lazyMan = new LazyMan();
}
}
}
return lazyMan;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
// LazyMan lazyMan1 = LazyMan.getInstance();
Field flag = LazyMan.class.getDeclaredField("flag");
flag.setAccessible(true);
Constructor<LazyMan> declaredConstructor = LazyMan.class.getDeclaredConstructor(null);
declaredConstructor.setAccessible(true);
LazyMan lazyMan1 = declaredConstructor.newInstance();
flag.set(lazyMan1, false);
LazyMan lazyMan2 = declaredConstructor.newInstance();
System.out.println(lazyMan1);
System.out.println(lazyMan2);
}
}
为什么要使用 volatile 关键字呢
不是原子性操作
1.分配内存空间，2.执行构造方法，3.把对象指向这个空间
指令重排可能会发生 加上volatile关闭指令重排
🤕内部类懒汉式
package com.wanshi.single;
public class Holder {
private Holder() {
}
public static class InnerClass {
private static final Holder HOLDER = new Holder();
}
}
案例全部通过测试！
⛵小结
以上就是【Bug 终结者】对手写单例模式及原理剖析的讲解，单例模式共有5种创建方式，分别为饿汉式、DCL懒汉式、双检锁懒汉式、Enum枚举饿汉式，内部类懒汉式，这几种方式要掌握，项目中对于全局唯一的对象将其封装为单例模式，开箱即用，非常方便，以及面试中，会让手写单例模式，可谓是大厂必备！
如果这篇【 文章】有帮助到你，希望可以给【 Bug 终结者】点个赞👍，创作不易，如果有对【 后端技术】、【 前端领域】感兴趣的小可爱，也欢迎关注❤️❤️❤️ 【 Bug 终结者】❤️❤️❤️，我将会给你带来巨大的【 收获与惊喜】💝💝💝！
