单例模式
1.什么是单例
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
2.哪些地方用到了单例模式
- 网站的计数器,一般也是采用单例模式实现,否则难以同步。
- 应用程序的日志应用,一般都是单例模式实现,只有一个实例去操作才好,否则内容不好追加显示。
- 多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式,因为线程池要方便对池中的线程进行控制
- Windows的(任务管理器)就是很典型的单例模式,他不能打开俩个
- windows的(回收站)也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中,回收站只维护一个实例
3.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。
4.单例模式使用注意事项:
- 使用时不能用反射模式创建单例,否则会实例化一个新的对象
- 使用懒单例模式时注意线程安全问题
- 饿单例模式和懒单例模式构造方法都是私有的,因而是不能被继承的,有些单例模式可以被继承(如登记式模式)
5.单例防止反射漏洞攻击
private static boolean flag = false;
private Singleton(){
if (flag == false){
flag = !flag;
}else{
throw new RuntimeException("单例模式被侵犯!");
}
}
public static void main(String[]args) { }
6.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
7.单例创建方式(主要使用懒汉和懒汉式)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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)
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。
package com.lijie
//饿汉式 public class Demo { // 类初始化时,会立即加载该对象,线程安全,调用效率高 private static Demo1 demo1 = new Demo1(); private Demo() { System.out.println("私有Demo1构造参数初始化"); } public static Demo getInstance() { return demo1; } public static void main(String[] args) { Demo s1 = Demo.getInstance(); Demo s2 = Demo.getInstance(); System.out.println(s1 == s2); } }
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。
package com.lijie;
//懒汉式
public class Demo {
//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。
private static Demo demo;
private Demo() {
System.out.println("私有Demo2构造参数初始化");
}
public synchronized static Demo getInstance() {
if (demo == null) {
demo = new Demo();
}
return demo;
}
public static void main(String[] args) {
Demo s1 = Demo.getInstance();
Demo s2 = Demo.getInstance();
System.out.println(s1 == s2);
}
}
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。
package com.lijie;
// 静态内部类方式
public class Demo {
private Demo() {
System.out.println("私有Demo3构造参数初始化");
}
public static class SingletonClassInstance {
private static final Demo DEMO = new Demo();
}
// 方法没有同步
public static Demo getInstance() {
return SingletonClassInstance.DEMO;
}
public static void main(String[] args) {
Demo s1 = Demo.getInstance();
Demo s2 = Demo.getInstance();
System.out.println(s1 == s2);
}
}
4.枚举单例式,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。
package com.lijie;
//使用枚举实现单例模式 优点:实现简单、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
public class Demo {
public static Demo getInstance() {
return Demo.INSTANCE.getInstance();
}
public static void main(String[] args) {
Demo s1 = Demo.getInstance();
Demo s2 = Demo.getInstance();
System.out.println(s1 == s2);
}
//定义枚举
private static enum Demo {
INSTANCE;
// 枚举元素为单例
private Demo demo;
private Demo() {
System.out.println("枚举Demo私有构造参数");
demo = new Demo();
}
public Demo getInstance() {
return demo;
}
}
}