Java实现单例模式之饿汉式、懒汉式、枚举式

发布于 2017-11-28 09:26:09 | 183 次阅读 | 评论: 0 | 来源: 网友投递

Java程序设计语言

java 是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言，是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台（即JavaEE(j2ee), JavaME(j2me), JavaSE(j2se)）的总称。

本篇文章主要介绍了Java实现单例的3种普遍的模式，饿汉式、懒汉式、枚举式。具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下。

单例模式的实现（5种）

常用:

饿汉式(线程安全，调用效率高，但是不能延时加载)
懒汉式（线程安全，调用效率不高，可以延时加载）

其他：

双重检测锁式（由于jvm底层内部模型原因，偶尔会出问题，不建立使用）
静态内部类式（线程安全，调用效率高，但是可以延时加载）
枚举单例（线程安全，调用效率高，不能延时加载）
饿汉式单例具体代码如下：


package com.lcx.mode; 
 
 
/** 
 * 
 * 饿汉式单例，不管以后用不用这个对象，我们一开始就创建这个对象的实例， 
 * 需要的时候就返回已创建好的实例对象，所以比较饥饿，故此叫饿汉式单例。 
 * @author qq1013985957 
 * 
 */ 
public class SingletonHanger { 
  private static final SingletonHanger instance = new SingletonHanger(); 
  private SingletonHanger() { 
  } 
  public static SingletonHanger getInstance(){ 
    return instance; 
  } 
} 
/** 
 * 懒汉汉式单例，在需要单例对象的时候，才创建唯一的单例对象，以后再次调用，返回的也是第一创建的单例对象 
 * 将静态成员初始化为null，在获取单例的时候才创建，故此叫懒汉式。 
 * @author qq1013985957 
 * 
 */ 
class SingletonLazy{ 
  private static SingletonLazy instance = null; 
  private SingletonLazy() { 
  } 
  /** 
   * 此方法实现的单例，无法在多线程中使用，多线可以同时进入if方法，会导致生成多个单例对象。 
   * @return 
   */ 
  public static SingletonLazy getInstance1(){ 
    if(instance==null){ 
      instance = new SingletonLazy(); 
    } 
    return instance; 
  } 
  /** 
   * 大家都会想到同步，可以同步方法实现多线程的单例 
   * 但是这种方法不可取，严重影响性能，因为每次去取单例都要检查方法，所以只能用同步代码块的方式实现同步。 
   * @return 
   */ 
  public static synchronized SingletonLazy getInstance2(){ 
    if(instance==null){ 
      instance = new SingletonLazy(); 
    } 
    return instance; 
  } 
  /** 
   * 用同步代码块的方式，在判断单例是否存在的if方法里使用同步代码块，在同步代码块中再次检查是否单例已经生成， 
   * 这也就是网上说的 双重检查加锁的方法 
   * @return 
   */ 
  public static synchronized SingletonLazy getInstance3(){ 
    if(instance==null){ 
      synchronized (SingletonLazy.class) { 
        if(instance==null){ 
          instance = new SingletonLazy(); 
        } 
      } 
    } 
    return instance; 
  } 
} 
/** 
 * 
 * 使用枚举实现单例模式，也是Effective Java中推荐使用的方式 
 * 根据具体情况进行实例化，对枚举不熟悉的同学，可以参考我的博客 JAVA 枚举类的初步理解。 
 * 它的好处：更加简洁，无偿提供了序列化机制，绝对防止多次实例化，即使面对复杂的序列和反射攻击。 
 * @author qq1013985957 
 * 
 */ 
enum SingletionEnum{ 
  SingletionEnum("单例的枚举方式"); 
  private String str ; 
  private SingletionEnum(String str){ 
    this.setStr(str); 
  } 
  public String getStr() { 
    return str; 
  } 
  public void setStr(String str) { 
    this.str = str; 
  } 
   
}

以上的单例模式就不测试，大家可以去测试，判断对象的hashcode是否一致来判断是否为同一个对象。

恶汉式、懒汉式的方式还不能防止反射来实现多个实例，通过反射的方式，设置ACcessible.setAccessible方法可以调用私有的构造器，可以修改构造器，让它在被要求创建第二个实例的时候抛出异常。

其实这样还不能保证单例，当序列化后，反序列化是还可以创建一个新的实例，在单例类中添加readResolve()方法进行防止。
懒汉汉式单例代码如下：


package com.lcx.mode; 
 
import java.io.File; 
import java.io.FileInputStream; 
import java.io.FileOutputStream; 
import java.io.ObjectInputStream; 
import java.io.ObjectOutputStream; 
import java.io.Serializable; 
import java.lang.reflect.Constructor; 
import java.lang.reflect.InvocationTargetException; 
 
/** 
 * 懒汉汉式单例，在需要单例对象的时候，才创建唯一的单例对象，以后再次调用，返回的也是第一创建的单例对象 
 * 将静态成员初始化为null，在获取单例的时候才创建，故此叫懒汉式。 
 * @author qq1013985957 
 * 
 */ 
public class Singleton implements Serializable{ 
  /** 
   * 
   */ 
  private static final long serialVersionUID = -5271537207137321645L; 
  private static Singleton instance = null; 
  private static int i = 1; 
  private Singleton() { 
    /** 
     * 防止反射攻击，只运行调用一次构造器，第二次抛异常 
     */ 
    if(i==1){ 
      i++; 
    }else{ 
      throw new RuntimeException("只能调用一次构造函数"); 
    } 
    System.out.println("调用Singleton的私有构造器"); 
     
  } 
  /** 
   * 用同步代码块的方式，在判断单例是否存在的if方法里使用同步代码块，在同步代码块中再次检查是否单例已经生成， 
   * 这也就是网上说的 双重检查加锁的方法 
   * @return 
   */ 
  public static synchronized Singleton getInstance(){ 
    if(instance==null){ 
      synchronized (Singleton.class) { 
        if(instance==null){ 
          instance = new Singleton(); 
        } 
      } 
    } 
    return instance; 
  } 
  /** 
   * 
   * 防止反序列生成新的单例对象，这是effective Java 一书中说的用此方法可以防止，具体细节我也不明白 
   * @return 
   */ 
  private Object readResolve(){ 
    return instance; 
  } 
  public static void main(String[] args) throws Exception { 
    test1(); 
    test2(); 
  } 
  /** 
   * 测试 反序列 仍然为单例模式 
   * @throws Exception 
   */ 
  public static void test2() throws Exception{ 
    Singleton s = Singleton.getInstance(); 
    ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("E:\\Singleton.txt"))); 
    objectOutputStream.writeObject(s); 
    ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("E:\\Singleton.txt"))); 
    Object readObject = objectInputStream.readObject(); 
    Singleton s1 = (Singleton)readObject; 
    System.out.println("s.hashCode():"+s.hashCode()+",s1.hashCode():"+s1.hashCode()); 
     
    objectOutputStream.flush(); 
    objectOutputStream.close(); 
    objectInputStream.close(); 
  } 
  /** 
   * 测试反射攻击 
   * @throws Exception 
   */ 
  public static void test1(){ 
    Singleton s = Singleton.getInstance(); 
    Class c = Singleton.class; 
    Constructor privateConstructor; 
    try { 
      privateConstructor = c.getDeclaredConstructor(); 
      privateConstructor.setAccessible(true); 
      privateConstructor.newInstance(); 
    } catch (Exception e) { 
      e.printStackTrace(); 
    } 
  } 
}

验证反射攻击结果：