DesignPattern系列__10单例模式

单例模式介绍

单例模式，是为了确保在整个软件体统中，某个类对象只有一个实例，并且该类通常会提供一个对外获取该实例的public方法(静态方法)。
比如日志、数据库连接池等对象，通常需要且只需要一个实例对象，这就会使用单例模式。

单例模式的7种模式

1. 饿汉式
   • 静态常量
   • 静态代码块
2. 懒汉式
   • 线程不安全
   • 同步方法
   • 同步代码块
3. 双重检查
4. 静态内部类
5. 枚举
6. 容器实现单例模式
7. 线程池实现单例模式

下面依次来说明一下：

饿汉式(静态常量)

通常，我们创建一个对象的方式就是new，但是，当我们考虑只创建一个实例的时候，就应该禁止外部来通过new的方式进行创建。同时，由于无法使用new，你应该考虑提供一个获取单例对象的方式给别人。

思路

1.将构造器私有化(防止外部new，但是对反射还是有局限)
2.类的内部创建对象
3.对外提供一个获取实例静态的public方法

代码实现：

public class Singleton1 {
    public static void main(String[] args) {
        HungrySingleton hungrySingleton = HungrySingleton.getInstance();
        HungrySingleton hungrySingleton1 = HungrySingleton.getInstance();
        System.out.println(hungrySingleton == hungrySingleton1);
    }
}

class HungrySingleton {
    //1.私有化构造器
    private HungrySingleton() {
    }

     // 2.类内部创建对象，因为步骤3是static的，
    // 所以实例对象是static的
    private final static HungrySingleton instance = new HungrySingleton();

    //3.对外提供一个获取对象的方法，
    // 因为调用方式的目的就是为了获取对象，
    // 所以该方法应该是static的。
    public static HungrySingleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

运行程序显示，我们的确只创建了一个对象实例。

小结

优点：代码实现比较简单，在类加载的时候就完成了实例化，同时，该方式能够避免线程安全问题。
缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到Lazy Loading的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费。
这种方式基于classloder机制避免了多线程的同步问题，不过， instance在类装载时就实例化，在单例模式中大多数都是调用getInstance方法， 但是导致类装载的原因有很多种， 因此不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化instance就没有达到lazy loading的效果。
总结：这种单例模式可以使用，但是可能造成内存的浪费。

饿汉式(静态代码块)

该方式和第一种区别不大，只是将创建实例放在了静态代码块中。
由于无法使用new，你应该考虑提供一个获取单例对象的方式给别人。

思路

1.将构造器私有化(防止外部new，但是对反射还是有局限)
2.类的内部创建对象(通过静态代码块)
3.对外提供一个获取实例静态的public方法

代码实现：

public class Singleton2 {
    public static void main(String[] args) {
        HungrySingleton hungrySingleton = HungrySingleton.getInstance();
        HungrySingleton hungrySingleton1 = HungrySingleton.getInstance();
        System.out.println(hungrySingleton == hungrySingleton1);
    }
}

class HungrySingleton {
    //1.私有化构造器
    private HungrySingleton() {
    }

    // 2.类内部创建对象，因为步骤3是static的，
    // 所以实例对象是static的
    private final static HungrySingleton instance;

    static {
        instance = new HungrySingleton();
    }

    //3.对外提供一个获取对象的方法，
    // 因为调用方式的目的就是为了获取对象，
    // 所以该方法应该是static的。
    public static HungrySingleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

小结

该方式只是将对象的创建放在静态代码块中，其优点和缺点与第一种方式完全一样。
总结：这种单例模式可以使用，但是可能造成内存的浪费。(同第一种)

懒汉式(线程不安全)

该方式的主要思想就是为了改善饿汉式的缺点，通过懒加载(在使用的时候再去加载)，达到节约内存的目的。
由于无法使用new，你应该考虑提供一个获取单例对象的方式给别人。

思路

1.将构造器私有化(防止外部new，但是对反射还是有局限)
2.类的内部创建对象，懒加载，在使用的时候才去加载
3.对外提供一个获取实例静态的public方法

代码实现：

public class Singleton3 {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread testThread = new TestThread();
        Thread thread = new Thread(testThread);
        Thread thread1 = new Thread(testThread);
        thread.start();
        thread1.start();
    }
}

class LazySingleton {
    //1.私有化构造器
    private LazySingleton() {}

    //2.类的内部声明对象
    private volatile static LazySingleton instance;

    //3.对外提供获取对象的方法
    public static LazySingleton getInstance() {
        //判断类是否被初始化
        if (instance == null) {
            //第一次使用的时候，创建对象
            instance = new LazySingleton();
        }
        return instance;
    }
}

class TestThread implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "开始执行");
        try {
            //为了演示多线程情况
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        LazySingleton instance = LazySingleton.getInstance();
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "初始化对象" + instance.hashCode());
    }
}

执行程序后，发现了问题：

//运行结果：
线程Thread-0开始执行
线程Thread-1开始执行
线程Thread-1初始化对象1391273746
线程Thread-0初始化对象547686109

小结

优点：起到了懒加载的作用，但是只能在单线程情况下使用。
缺点：多线程下不安全，如果一个线程进入到if语句中阻滞(还未开始创建对象)，另一线程进入并通过了if判断，则会创建多个实例，这一点就违背了单例的目的。
结论：实际情况下，不要使用这种方式。

懒汉式(线程安全，同步方法)

思路

同上一中方式一样，但是为了解决多线程安全问题，使用同步方法。

代码演示：

public class Singleton4 {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread testThread = new TestThread();
        Thread thread = new Thread(testThread);
        Thread thread1 = new Thread(testThread);
        thread.start();
        thread1.start();
    }
}

class LazySingleton {
    //1.私有化构造器
    private LazySingleton() {}

    //2.类的内部声明对象
    private volatile static LazySingleton instance;

    //3.对外提供获取对象的方法
    public synchronized static LazySingleton getInstance() {
        //判断类是否被初始化
        if (instance == null) {
            //第一次使用的时候，创建对象
            instance = new LazySingleton();
        }
        return instance;
    }
}

class TestThread implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "开始执行");
        try {
            //为了演示多线程情况
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        LazySingleton instance = LazySingleton.getInstance();
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "初始化对象" + instance.hashCode());
    }
}

运行结果如下所示：

线程Thread-1开始执行
线程Thread-0开始执行
线程Thread-0初始化对象681022576
线程Thread-1初始化对象681022576

小结

优点：起到了懒加载的效果，同时，解决了线程安全问题。
缺点：效率低下，每次想要获取对象的时候，去执行getInstance()都是通过同步方法。而且，初始化对象后，再次使用的时候，应该直接return这个对象。
总结：可以在多线程条件下使用，但是效率低下，不推荐。

懒汉式(线程安全，同步代码块)

思路

同样是为了解决多线程安全问题，不过采用的是同步代码块。首先，最先想到的是：

1.将getInstance()方法体全部加上同步锁。

代码实现：

public class Singleton5 {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread testThread = new TestThread();
        Thread thread = new Thread(testThread);
        Thread thread1 = new Thread(testThread);
        thread.start();
        thread1.start();
    }
}

//对getInstance()的方法体整体加同步代码块
class LazySingleton {
    //1.私有化构造器
    private LazySingleton() {}

    //2.类的内部声明对象
    private volatile static LazySingleton instance;

    //3.对外提供获取对象的方法
    public static LazySingleton getInstance() {
        //同步代码块
        synchronized (LazySingleton.class) {
            //判断类是否被初始化
            if (instance == null) {
                //第一次使用的时候，创建对象
                instance = new LazySingleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}

class TestThread implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "开始执行");
        try {
            //为了演示多线程情况
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        LazySingleton instance = LazySingleton.getInstance();
//     LazySingleton1 instance = LazySingleton1.getInstance();
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "初始化对象" + instance.hashCode());
    }
}

运行的结果：

线程Thread-0开始执行
线程Thread-1开始执行
线程Thread-1初始化对象1419349448
线程Thread-0初始化对象1419349448

这种方式的优缺点和同步方法一样，能够实现多线程安全，但是效率低下。那么，能不能提高一下效率呢？我们发现，每次调用getInstance()的时候，都要进入同步代码块，但是，一旦对象初始化后，第二次使用的时候，应该能够直接获取这个对象才对。
按照这个思路，对代码进行更改(为了说明这个，新建一个类LazySingleton1)：

2.只在初始化对象部分加上同步锁

代码实现：

//为了提高效率，通过if判断，初始化之前进入同步锁
class LazySingleton1 {
    //1.私有化构造器
    private LazySingleton1() {}

    //2.类的内部声明对象
    private volatile static LazySingleton1 instance;

    //3.对外提供获取对象的方法
    public static LazySingleton1 getInstance() {
        //判断类是否被初始化
        if (instance == null) {
            //第一次使用的时候，创建对象
            synchronized (LazySingleton1.class) {
                instance = new LazySingleton1();
            }
        }
        return instance;
    }

将类TestClass的run()方法进行更改，获取的实例改为LazySingleton1类型。代码看上去没有问题，那么运行效果如何呢：

//运行结果：
线程Thread-1开始执行
线程Thread-0开始执行
线程Thread-1初始化对象1368942806
线程Thread-0初始化对象1187311731

那么，我们发现，打脸了，多线程情况下，创建了两个对象，并未达到单例的目的。

小结

• 对整个方法体加同步代码块
  可以达到要求，优缺点同同步方法。
• 只在初始化对象的代码添加同步锁
  不能满足线程安全要求，实际工作中，不能使用这种方式。

懒汉式(线程安全，双重检查机制)

思路

针对懒汉式的多线程问题，我们可谓是操碎了心：同步方法可以解决问题，但是效率太低了；同步代码块则根本不能保证多线程安全。如何能做到“鱼和熊掌兼得”呢？既然同步代码块的效率较好，那么我们就针对这个方式进行改良：双重检查机制，即在getInstance()内进行两次检查，第一次通过if判断后，初始化对象之前，进行同步并再次进行判断。这样做的目的：既能解决线程安全问题，同时避免第二次使用对象的时候还要执行同步的代码。

代码实现：

public class Singleton6 {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread testThread = new TestThread();
        Thread thread = new Thread(testThread);
        Thread thread1 = new Thread(testThread);
        thread.start();
        thread1.start();
    }
}

class LazyDoubleCheckSingleton {
    //1.私有化构造器
    private LazyDoubleCheckSingleton() {}

    //2.类的内部声明对象
    private volatile static LazyDoubleCheckSingleton instance;

    //3.对外提供获取对象的方法
    public static LazyDoubleCheckSingleton getInstance() {
        //判断类是否被初始化
        if (instance == null) {
            //第一次使用，通过if判断
            //加锁
            synchronized (LazyDoubleCheckSingleton.class) {
                //拿到锁后，初始化对象之前，再次进行判断
                if (instance == null) {
                    instance = new LazyDoubleCheckSingleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

class TestThread implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "开始执行");
        try {
            //为了演示多线程情况
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        LazyDoubleCheckSingleton instance = LazyDoubleCheckSingleton.getInstance();
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "初始化对象" + instance.hashCode());
    }
}

运行结果如下所示：

//运行结果：
线程Thread-0开始执行
线程Thread-1开始执行
线程Thread-1初始化对象996963733
线程Thread-0初始化对象996963733

小结

优点：

• 解决了上一种方式中的线程安全问题，同时实现了延迟加载的效果，节约内存；
• 第二次使用的时候，if判断为false，直接返回创建好的对象，避免进入同步代码，提高了效率；
  结论：推荐使用这种方式，实际工作中也比较常见这种方式。

静态内部类

思路

为了实现多线程情况下安全，除了手工加锁，还有别的方式。现在，我们采用静态内部类的方式。这种方式利用了JVM加载类的机制来保证只初始化一个对象。
思路同样是私有化构造器，对外提供静态的公开方法；不同之处是，类的创建交给静态内部类来时实现。

代码实现

public class Singleton7 {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread testThread = new TestThread();
        Thread thread = new Thread(testThread);
        Thread thread1 = new Thread(testThread);
        thread.start();
        thread1.start();
    }
}

class StaticInnerSingleton {
    // 1.构造器私有化
    private StaticInnerSingleton() {}

    // 2.通过静态内部类来初始化对象
    private static class InnerClass {
        private static final StaticInnerSingleton INSTANCE = new StaticInnerSingleton();
    }

    // 3.对外提供获取对象的方法
    public static StaticInnerSingleton getInstance() {
        return InnerClass.INSTANCE;
    }
}


class TestThread implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "开始执行");
        try {
            //为了演示多线程情况
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        StaticInnerSingleton instance = StaticInnerSingleton.getInstance();
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "初始化对象" + instance.hashCode());
    }
}

运行结果：

线程Thread-0开始执行
线程Thread-1开始执行
线程Thread-0初始化对象1326533480
线程Thread-1初始化对象1326533480

OK，我们发现，这种方式达到了预期的效果。

小结

优点：

• 这种静态内部类的方式，通过类加载机制来保证了初始化实例时只有一个实例。
• 类的静态属性只有在第一次加载类的时候初始化，而JVM能保证线程安全，在类的初始化过程中，只有一个线程能进入并完成初始化。
• 静态内部类方式实现了懒加载的效果，这种方式不会在类StaticInnerSingleton加载的时候进行初始化，而是在第一次使用时调用getInstance()方法初始化，能够起到节约内次的目的。
• 该方式的getInstance()方法，通过调用静态内部类的静态属性返回实例对象，避免了每次调用时进行同步，效率高。
  结论：线程安全，效率高，代码实现简单，推荐使用。

枚举

思路

在静态内部类的方式中，我们借用了JVM的类加载机制来实现了功能，同样，还可以借用Java的枚举来实现单例模式。

public class Singleton8 {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread testThread = new TestThread();
        Thread thread = new Thread(testThread);
        Thread thread1 = new Thread(testThread);
        thread.start();
        thread1.start();
    }
}

enum EnumSingleton {
    INSTANCE;

    public void sayHi() {
        System.out.println("Hi, " + INSTANCE);
    }
}

class TestThread implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "开始执行");
        try {
            //为了演示多线程情况
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        EnumSingleton instance = EnumSingleton.INSTANCE;
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "初始化对象" + instance.hashCode());
    }
}

运行结果如下：

线程Thread-0开始执行
线程Thread-1开始执行
线程Thread-1初始化对象1134798663
线程Thread-0初始化对象1134798663

小结

优点：

• 这中方式需要在JDK1.5以上的版本中使用，利用枚举来实现单例模式。能避免多线程同步问题。
• 能防止反序列化重新创建新的对象。
• 能防止反射机制来破断单例模式。
  在《Effective Java》中提到了这种方式，其作者推荐。
  结论：推荐使用。

使用容器来创建单例

思路

我们可以先初始化单例对象，通过容器来管理，然后在使用的时候从容器中获取对象。

代码实现：

class ContainSingleton {
    private ContainSingleton() {}

    private static Map<String, Object> singletonMap = new HashMap<>();

    public static Object getInstance(String key) {
        return singletonMap.get(key);
    }

    public void putInstance(String key, Object instance) {
        if (StringUtils.isNotEmpty(key) && instance != null) {
            if (!singletonMap.containsKey(key)) {
                singletonMap.put(key,instance);
            }
        }
    }
}

小结

这种单例模式是有一定的安全隐患的，如果你多个线程去创建实例，并且key相同，是有可能创建多个实例的。这种形式，建议在使用的时候，先去使用一个线程初始化数据后再使用。

线程池实现单例模式

思路

思路也前面的几种形式一样，无非就是用线程池来创建对象而已。

代码实现

class ThreadLocalSingleton {
    //私有化构造器
    private ThreadLocalSingleton() {}

    //类的内部创建单例对象
    private static final ThreadLocal<ThreadLocalSingleton> instanceThreadLocal =
            new ThreadLocal<ThreadLocalSingleton>() {
                @Override
                protected ThreadLocalSingleton initialValue() {
                    return new ThreadLocalSingleton();
                }
            };
    // 获取对象的方法
    public static ThreadLocalSingleton getInstance() {
        return instanceThreadLocal.get();
    }
}

但是，这种形式的单例模式是要带引号的。为什么这么说呢?写一个代码测试一下吧：

class TestClass implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "开始执行");
        try {
            //为了演示多线程情况
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        ThreadLocalSingleton instance = ThreadLocalSingleton.getInstance();
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "初始化对象" + instance);
    }
}

public class Singleton10 {
    public static void main(String[] args) {
        TestClass testClass = new TestClass();
        Thread t1 = new Thread(testClass);
        Thread t2 = new Thread(testClass);
        t1.start();
        t2.start();

        System.out.println(ThreadLocalSingleton.getInstance());
        System.out.println(ThreadLocalSingleton.getInstance());
        System.out.println(ThreadLocalSingleton.getInstance());
        System.out.println(ThreadLocalSingleton.getInstance());
    }
}

OK , 我们发现了，多线程下创建了不同的对象，但是，对于同一线程，你多次获取的对象始终是同一个。

小结

这种形式的单例模式，和之前的懒汉式加锁的形式不一样，加同步锁的思路是牺牲时间(效率)来实现；这种形式是保证同一线程中的单例，
属于牺牲空间来实现。

单例模式的序列化漏洞

在上面的枚举类的总结中，我们提高枚举方式能够避免反序列化对象的时候重新建立新的对象(反序列化漏洞)，那么什么是反序列化漏洞呢？Java对象进行反序列化的时候会通过反射机制来创建实例，反射机制的存在使得我们可以越过Java本身的静态检查和类型约束，在运行期直接访问和修改目标对象的属性和状态。这里理解的不是很准确，有错误的话请指出。

代码演示：

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
//        HungrySingleton instance = HungrySingleton.getInstance();
//        //序列化
//        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("serializable_singleton"));
//        oos.writeObject(instance);
//
//        //反序列化
//        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("serializable_singleton"));
//        HungrySingleton newInstance = (HungrySingleton) ois.readObject();

        LazyDoubleCheckSingleton instance = LazyDoubleCheckSingleton.getInstance();
        //序列化
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("serializable_singleton"));
        oos.writeObject(instance);

        //反序列化
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("serializable_singleton"));
        LazyDoubleCheckSingleton newInstance = (LazyDoubleCheckSingleton) ois.readObject();

        System.out.println(instance);
        System.out.println(newInstance);
        System.out.println(instance == newInstance);
    }

}
class HungrySingleton implements Serializable {


    private static final long serialVersionUID = -4913346286867374832L;

    //1.私有化构造器
    private HungrySingleton() {
    }

    // 2.类内部创建对象，因为步骤3是static的，
    // 所以实例对象是static的
    private final static HungrySingleton instance;

    static {
        instance = new HungrySingleton();
    }

    //3.对外提供一个获取对象的方法，
    // 因为调用方式的目的就是为了获取对象，
    // 所以该方法应该是static的。
    public static HungrySingleton getInstance() {
        return instance;
    }

    //解决单例模式的反序列化漏洞
  //    public Object readResolve() {
//        return instance;
//    }
}

class LazyDoubleCheckSingleton implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -8459475238793042042L;

    //1.私有化构造器
    private LazyDoubleCheckSingleton() {}

    //2.类的内部声明对象
    private volatile static LazyDoubleCheckSingleton instance;

    //3.对外提供获取对象的方法
    public static LazyDoubleCheckSingleton getInstance() {
        //判断类是否被初始化
        if (instance == null) {
            //第一次使用，通过if判断
            //加锁
            synchronized (LazyDoubleCheckSingleton.class) {
                //拿到锁后，初始化对象之前，再次进行判断
                if (instance == null) {
                    instance = new LazyDoubleCheckSingleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }

//    public Object readResolve() {
//        return instance;
//    }
}

这里，我们分别提供了懒汉式和饿汉式(双重检查)来验证这个现象。运行后会报错，实现Serializable接口后能够正常运行，结果如下：

com.bm.desginpattern.pattern.creational.singleton.serialization.LazyDoubleCheckSingleton@7f31245a
com.bm.desginpattern.pattern.creational.singleton.serialization.LazyDoubleCheckSingleton@6d03e736
false

创建了两个对象，没有实现多线程安全。首先说明一下解决方案，然后再讲解一下原理。我们发现饿汉式还是懒汉式都新增了一个方法readResolve()，将注释取消后，再次运行的结果如下：

com.bm.desginpattern.pattern.creational.singleton.serialization.LazyDoubleCheckSingleton@7f31245a
com.bm.desginpattern.pattern.creational.singleton.serialization.LazyDoubleCheckSingleton@7f31245a
true

奇迹出现了，只是增加一个方法，情况完全不同了。那么背后的原理是什么呢？我们通过debug来讲解：

1.在23行打一个断点，进入并进入该方法：

2.我们发现，该方法首先是进行一些判断，然后执行readObject0()方法，进入该方法查看：

//该方法完成代码
 private Object readObject0(boolean unshared) throws IOException {
        boolean oldMode = bin.getBlockDataMode();
        if (oldMode) {
            int remain = bin.currentBlockRemaining();
            if (remain > 0) {
                throw new OptionalDataException(remain);
            } else if (defaultDataEnd) {
                /*
                 * Fix for 4360508: stream is currently at the end of a field
                 * value block written via default serialization; since there
                 * is no terminating TC_ENDBLOCKDATA tag, simulate
                 * end-of-custom-data behavior explicitly.
                 */
                throw new OptionalDataException(true);
            }
            bin.setBlockDataMode(false);
        }

        byte tc;
        while ((tc = bin.peekByte()) == TC_RESET) {
            bin.readByte();
            handleReset();
        }

        depth++;
        totalObjectRefs++;
        try {
            switch (tc) {
                case TC_NULL:
                    return readNull();

                case TC_REFERENCE:
                    return readHandle(unshared);

                case TC_CLASS:
                    return readClass(unshared);

                case TC_CLASSDESC:
                case TC_PROXYCLASSDESC:
                    return readClassDesc(unshared);

                case TC_STRING:
                case TC_LONGSTRING:
                    return checkResolve(readString(unshared));

                case TC_ARRAY:
                    return checkResolve(readArray(unshared));

                case TC_ENUM:
                    return checkResolve(readEnum(unshared));

                case TC_OBJECT:
                    return checkResolve(readOrdinaryObject(unshared));

                case TC_EXCEPTION:
                    IOException ex = readFatalException();
                    throw new WriteAbortedException("writing aborted", ex);

                case TC_BLOCKDATA:
                case TC_BLOCKDATALONG:
                    if (oldMode) {
                        bin.setBlockDataMode(true);
                        bin.peek();             // force header read
                        throw new OptionalDataException(
                            bin.currentBlockRemaining());
                    } else {
                        throw new StreamCorruptedException(
                            "unexpected block data");
                    }

                case TC_ENDBLOCKDATA:
                    if (oldMode) {
                        throw new OptionalDataException(true);
                    } else {
                        throw new StreamCorruptedException(
                            "unexpected end of block data");
                    }

                default:
                    throw new StreamCorruptedException(
                        String.format("invalid type code: %02X", tc));
            }
        } finally {
            depth--;
            bin.setBlockDataMode(oldMode);
        }
    }

我们发现，该方法还是对传入的对象进行一些判断，在这里，我们匹配到TC_OBJECT，执行对应的方法。
3.进入该方法：

4.进一步查看：

我们看到一个名为resolveEx的属性，说明很接近了。
5.继续往下调试：


我们发现，这三个条件都满足，因为我们在LazyDoubleCheckSingleton类中定义了readResolve()方法。

6.if判断通过，进入到下一个方法：

7.在该方法中，我们发现经过一些条件判断后，通过反射方式来调用我们在类LazyDoubleCheckSingleton中新定义的方法readResolve():

• 如果我们没有新增这个方法，反射的时候会新建一个LazyDoubleCheckSingleton对象，并将其返回；
• 当我们新增这个readResolve()的时候，反射的时候还是会创建一个新的对象，但是，返回的是我们在readResolve()中的定义的返回对象。从而达到了多线程安全的目的。

---

单例模式的反射漏洞

除了反序列化漏洞，单例模式还有反射漏洞。下面介绍一下：
通过反射，能够破坏单例模式，进而生成多个对象。

先来一个例子，以饿汉式为例：

class HungrySingleton {
    private HungrySingleton() {}

    private final static HungrySingleton instance = new HungrySingleton();

    public static HungrySingleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

  public static void main(String[] args) throws Exception {
        //测试，饿汉式
        Constructor<HungrySingleton> constructor = HungrySingleton.class
                .getDeclaredConstructor();
        constructor.setAccessible(true);
        HungrySingleton instance = HungrySingleton.getInstance();
        HungrySingleton newInstance = constructor.newInstance();
        System.out.println(instance);
        System.out.println(newInstance);
        System.out.println(instance == newInstance);
    }

运行一下，就能发现，生成了两个实例，破坏了单例模式。同样的情况，也会发生在静态内部类、懒汉式中。

解决方案

• 饿汉式、静态内部类：
  直接改造一下构造器即可，防止生成多个对象。

 private HungrySingleton() {
        if (instance != null) {
            throw new RuntimeException("禁止反射机制生成实例");
        }
    }

静态内部类同理。

• 懒汉式：
  当你采用懒汉式的时候，关于防止反射攻击，我是比较悲观的。当然，解决问题的思路和饿汉式一样，但是效果却不尽人意。代码演示如下：
  首先，改造构造器。

 private HungrySingleton() {
        if (instance != null) {
            throw new RuntimeException("单例构造器禁止反射机制调用");
        }
    }

但是，当你先执行getInstance()方法来生成实例的时候，问题能够解决，可以当你先通过反射来生成对象的时候，就出问题了：

这时，你的运行结果就如下图所示：

怎么办？有人说，新增一个变量，在构造器中根据变量的值该判断，但是，这种方式其实没啥用。因为同样可以通过反射机制该修改属性值。
在这里，再一次想起神奇的枚举类，既能防止反序列化漏洞，又能防止反射漏洞，推荐大家使用。

单例模式在框架源码中的使用

jdk中的使用案例

例如Runtime类，使用的就是单例模式的饿汉式(Runtime类在lang包中，在JVM运行的时候就被加载)来实现：

还有Desktop类，使用的就是单例模式的容器模式结合同步锁来实现的：

Spring中单例模式的应用

Spring单例Bean与单例模式的区别：它们关联的环境不一样，单例模式是指在一个JVM进程中仅有一个实例，而Spring单例是指一个Spring Bean容器(ApplicationContext)中仅有一个实例。


当你配置一个bean为单例的时候(默认就是singleton)，在获取对象的时候，spring会读取判断为true，然后如果这个对象已经创建好则直接返回，否则就调用方法getEarlySingletonInstance()来创建对象(其源码为第二张图片)。

总结

• 单例模式保证了 系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能。
• 当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用new。
• 单例模式使用的场景：需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即：重量级对象)， 但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(比如数据源、 session工厂等)。