【设计模式】单例模式

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. 那些地方用到了单例模式

1. 网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。
2. 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。
3. 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

3. 单例优缺点

优点：

1. 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
2. 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。
3. 提供了对唯一实例的受控访问。
4. 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。
5. 允许可变数目的实例。
6. 避免对共享资源的多重占用。

缺点：

1. 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。
2. 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。
3. 单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。
4. 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：

1. 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
2. 使用懒单例模式时注意线程安全问题
3. 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) {

}

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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

1.饿汉式

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。

package com.lijie;

//饿汉式
public class Demo1 {

    // 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 Demo1() {
        System.out.println("私有Demo1构造参数初始化");
    }

    public static Demo1 getInstance() {
        return demo1;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Demo1 s1 = Demo1.getInstance();
        Demo1 s2 = Demo1.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}
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2.懒汉式

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 Demo2 {

    //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 Demo2 demo2;

    private Demo2() {
        System.out.println("私有Demo2构造参数初始化");
    }

    public synchronized static Demo2 getInstance() {
        if (demo2 == null) {
            demo2 = new Demo2();
        }
        return demo2;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Demo2 s1 = Demo2.getInstance();
        Demo2 s2 = Demo2.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}

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3.静态内部类

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 Demo3 {

    private Demo3() {
        System.out.println("私有Demo3构造参数初始化");
    }

    public static class SingletonClassInstance {
        private static final Demo3 DEMO_3 = new Demo3();
    }

    // 方法没有同步
    public static Demo3 getInstance() {
        return SingletonClassInstance.DEMO_3;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Demo3 s1 = Demo3.getInstance();
        Demo3 s2 = Demo3.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}
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4.枚举单例式

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。

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 Demo4 {

    public static Demo4 getInstance() {
        return Demo.INSTANCE.getInstance();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Demo4 s1 = Demo4.getInstance();
        Demo4 s2 = Demo4.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
    }

    //定义枚举
	private static enum Demo {
		INSTANCE;
		// 枚举元素为单例
		private Demo4 demo4;

		private Demo() {
			System.out.println("枚举Demo私有构造参数");
			demo4 = new Demo4();
		}

		public Demo4 getInstance() {
			return demo4;
		}
	}
}
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5.双重检测锁方式

双重检测锁方式

package com.lijie;

//双重检测锁方式
public class Demo5 {

	private volatile static Demo5 demo5;

	private Demo5() {
		System.out.println("私有Demo4构造参数初始化");
	}

	public static Demo5 getInstance() {
		if (demo5 == null) {
			synchronized (Demo5.class) {
				if (demo5 == null) {
					demo5 = new Demo5();
				}
			}
		}
		return demo5;
	}

	public static void main(String[] args) {
		Demo5 s1 = Demo5.getInstance();
		Demo5 s2 = Demo5.getInstance();
		System.out.println(s1 == s2);
	}
}
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