单例模式(singleton)之“世上安得双全法”

返沪隔离在住处，远程办公闷得慌，写篇水文来凑数~_^

单例模式作为设计模式的入门模式，网上有各种写法，有点象孔乙己“茴”字的四种写法，都研究烂了，还能玩出啥新意？稍安勿躁，先来回顾一下：

 

一、饿汉式

/**
 * 饿汉式
 */
public class Single01 {

    private Single01() {

    }

    public void sayHello() {
        System.out.println("hello 1");
    }

    private static Single01 instance = new Single01();

    public static Single01 getInstance() {
        return instance;
    }

}

从类加载的机制可以知道，这种写法，一旦classloader加载后，instance静态变量就被实例化了，不管你用不用得到。犹如饿了三天的汉子，见到食物就狼吞虎咽，不管好不好吃，有没有毒，由此得名。

 

二、懒汉式

既然“饿汉式”式写法，吃相难看，于是大佬们又研究出了下面的写法：（这里我们只说线程安全的写法，非线程安全的不提也罢）

package singleton;

public class Single02 extends SuperClass {

    private Single02() {
    }

    public void sayHello() {
        System.out.println("hello 2");
    }

    private static volatile Single02 instance = null;

    public static Single02 getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Single02.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Single02();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

大意是：如果用不到，就不实例化，classLoader装载时，instance为null，仅在第1次调用getInstance时才new对象。好比一个懒汉，非到饿得不行了，才去弄吃的，故名：懒汉式。

缺点：太复杂了，有点秀！这个双重检测(double check)以及volatile的作用，对于初学者得琢磨半天。

 

三、金屋藏娇式

package singleton;

public class Single03 {

    private Single03() {
    }

    private static class InnerHolder {
        private static Single03 instance = new Single03();
    }

    public static Single03 getInstance() {
        return InnerHolder.instance;
    }

    public void sayHello() {
        System.out.println("hello 3");
    }
}

鉴于懒汉式的写法太过复杂，于是又有人想到了：借助一个内部静态类，把需要的实例先偷偷藏起来，等到要用时才请出来，是为“金屋藏娇”。这个写法，个人认为算是常规写法中最好的1个。

 

四、固若金汤法(enum法)

前3种写法都有一个致命缺点，无法抵挡反序列化捣乱。试想“单例”的初衷，就是保证同一个jvm中不能new出2个相同的实例，必须“天下无双”。可惜事与愿违，java创建实例的方法不仅仅只有构造函数new这一种，可以把现有实例序列化成字符串(比如：json序列化)，然后再拿json串反序列化成新对象，相当于人类的生物clone技术，虽然克隆出来的兄弟，长相不分你我，但我们都知道“好看的皮囊千篇一律，有趣的灵魂独各不相同”。所以《effective java》中提出一种新方法：

package singleton;

public enum Single04 {

    INSTANCE;

    public void sayHello() {
        System.out.println("hello 4");
    }


}

这个写法可谓思路清奇，java中的enum本身也是一个类（虽然有点特殊），但是jvm规定enum没有构造函数，而且内部就是静态类，所以天然单例，关键还能防止反序列化攻击，比如下面的代码：

Gson gson = new Gson();
Single04 single04a = Single04.INSTANCE;
String s04 = gson.toJson(single04a);
System.out.println(s04);
Single04 single04b = gson.fromJson(s04, Single04.class);
single04b.sayHello();
System.out.println(single04a.hashCode() + " " + single04b.hashCode());

输出：

"INSTANCE"
hello 4
2051450519 2051450519

看第3行，2个实例的hashcode完全相同，说明就是同1个对象。而上述测试代码，换成前3种写法的任何1种：

Gson gson = new Gson();
Single03 single03a = Single03.getInstance();
String s03 = gson.toJson(single03a);
System.out.println(s03);
Single03 single03b = gson.fromJson(s03, Single03.class);
single03b.sayHello();
System.out.println(single03a.hashCode() + " " + single03b.hashCode());

输出：

{}
hello 3
1450821318 668849042

第3行看出，这2个实例的hashcode已经不同了，说明是2个不同的实例。

所以，从安全角度来看，enum用作单例毫无破绽，称之为“固若金汤法”名副其实！

 

等等！这就天下太平，人生圆满了吗？OO的世界中，还有多态呢! 如果这个单例类，需要继承自父类怎么弄?

终于，生活还是对我们下了狠手，人生太艰难了！enum不允许继承父类！！！

 

正所谓

世间安得双全法，不负如来不负卿

既然如此，那就... 洗洗睡吧，梦里什么都有！