本帖最后由 西安Java组 于 2017-12-28 00:02 编辑
概念：
java中单例模式是一种常见的设计模式，单例模式确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例，单例模式的写法有好几种，这里主要介绍三种 : 饿汉式单例、懒汉式单例、枚举实现单例。
单例模式有以下特点：
1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
一、饿汉式单例
[Java] 纯文本查看 复制代码 public class Singleton1 {
private static Singleton1 s1 = new Singleton1();
private Singleton1(){
}
public static Singleton1 getInstance(){
return s1;
}
}
Singleton1通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化，在同一个虚拟机范围内，Singleton的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。
测试代码 ：
[Java] 纯文本查看 复制代码 public class Singleton1Demo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Singleton1 s1 = Singleton1.getInstance();
Singleton1 s2 = Singleton1.getInstance();
Singleton1 s3 = Singleton1.getInstance();
System.out.println(s1.hashCode());
System.out.println(s2.hashCode());
System.out.println(s3.hashCode());
}
}
测试结果
1567917652
1567917652
1567917652
破解方案 ：
事实上，通过Java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的，那基本上会使所有的Java单例实现失效。
破解代码
[Java] 纯文本查看 复制代码 public class Singleton1Demo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class single1 = Class.forName("cn.itcast.single.Singleton1");
Constructor constructor = single1.getDeclaredConstructor();
constructor.setAccessible(true);
Object object1 = constructor.newInstance();
Object object2 = constructor.newInstance();
Object object3 = constructor.newInstance();
System.out.println(object1.hashCode());
System.out.println(object2.hashCode());
System.out.println(object3.hashCode());
}
}
测试结果
1320144062
2007692877
2031122075
饿汉式在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用，以后不再改变，所以天生是线程安全的。
二、懒汉式单例
[Java] 纯文本查看 复制代码 public class Singleton2 {
private static Singleton2 s2 = null;
private Singleton2(){
}
public static Singleton2 getInstance(){
if(s2==null){
s2 = new Singleton2();
}
return s2;
}
}
以上懒汉式单例的实现没有考虑线程安全问题，它是线程不安全的，并发环境下很可能出现多个Singleton实例，要实现线程安全，有以下两种种方式，都是对getInstance这个方法改造，保证了懒汉式单例的线程安全 。
1）.方法上加同步
[Java] 纯文本查看 复制代码 public static synchronized Singleton2 getInstance(){
if(s2==null){
s2 = new Singleton2();
}
return s2;
}
2）. 使用同步代码块 , 双重检查锁定
[Java] 纯文本查看 复制代码 public static Singleton2 getInstance(){
if(s2==null){
synchronized (Singleton2.class) {
if(s2==null){
s2 = new Singleton2();
}
}
}
return s2;
}
测试代码:
[Java] 纯文本查看 复制代码 public class Singleton2Demo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Singleton2 s1 = Singleton2.getInstance();
Singleton2 s2 = Singleton2.getInstance();
Singleton2 s3 = Singleton2.getInstance();
System.out.println(s1.hashCode());
System.out.println(s2.hashCode());
System.out.println(s3.hashCode());
}
}
测试结果
1537587829
1537587829
1537587829
破解方案 ：
事实上，通过Java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的，那基本上会使所有的Java单例实现失效。
破解代码
public class Singleton2Demo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class single2 = Class.forName("cn.itcast.single.Singleton2");
Constructor[] constructors = single2.getDeclaredConstructors();
constructors[0].setAccessible(true);
Object object1 = constructors[0].newInstance();
Object object2 = constructors[0].newInstance();
Object object3 = constructors[0].newInstance();
System.out.println(object1.hashCode());
System.out.println(object2.hashCode());
System.out.println(object3.hashCode());
}
}
测试结果
2007692877
2031122075
668661813
三、枚举实现单例
[Java] 纯文本查看 复制代码 public enum Singleton3 {
SINGLE;
}
测试代码
[Java] 纯文本查看 复制代码 public class Singleton3Demo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Singleton3 s1 = Singleton3.SINGLE;
Singleton3 s2 = Singleton3.SINGLE;
Singleton3 s3 = Singleton3.SINGLE;
System.out.println(s1.hashCode());
System.out.println(s2.hashCode());
System.out.println(s3.hashCode());
}
}
测试结果
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2031122075
2031122075
简简单单的一点代码就实现了一个线程安全，与其说是写法鬼斧神工，不如说是恰如其分地应用了enum的性质。 enum有且仅有private的构造器，防止外部的额外构造，这恰好和单例模式吻合，也为保证单例性做了一个铺垫。这里展开说下这个private构造器，如果我们不去手写构造器，则会有一个默认的空参构造器。 而且枚举类型实现的单例， 是不可以通过反射进行破解的 ， 测试代码如下： [Java] 纯文本查看 复制代码 public class Singleton3Demo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class single3 = Class.forName("cn.itcast.single.Singleton3");
Constructor[] constructors = single3.getDeclaredConstructors();
Constructor constructor = constructors[0];
constructor.setAccessible(true);
Object object1 = constructor.newInstance();
Object object2 = constructor.newInstance();
Object object3 = constructor.newInstance();
System.out.println(object1);
System.out.println(object2);
System.out.println(object3);
}
}
测试结果 [Java] 纯文本查看 复制代码 Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Cannot reflectively create enum objects
at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:521)
at cn.itcast.single.test.Singleton3Demo.main(Singleton3Demo.java:17)
所以 ， 对于以上实现单例的三种方式 ， 枚举这种方式所实现的单例， 是线程安全的 ， 是最简单的 ， 也是最安全的方式 。
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