最近学习了一下单例模式,看bilibili up主“狂神说Java”讲完后,发现大部分博客都少了一个颇有趣的环节,不分享出来实在是太惋惜了,原视频 https://www.bilibili.com/video/BV1K54y197iShtml
这个部分小部分我相信不少博客都讲的很好,我就尽可能精简了
总结:我认为建立方法能够归根于两种,一种是饿汉式,我在类的加载的时候就建立;还有一种懒汉式,只有在我须要的时候才去建立
java
【饿汉模式最基本的实现】面试
在类加载的时候就已经建立了,这个模式下,线程是安全的,不一样的线程拿到的都是同一个实例,可是,这个也存在空间浪费的问题,我不须要的时候你也加载了。安全
//饿汉模式 public class HungerSingle { private static HungerSingle single = new HungerSingle(); //构造器私有,外界不能经过构造方法new对象,保证惟一 private HungerSingle() { } //提供外界得到该单例的方法,注意方法只能是static方法,由于没有类实例 public static HungerSingle getInstance(){ return single; } }
【懒汉模式最基本的实现】多线程
为了解决上述那个空间浪费问题,这时候懒汉模式就起做用了,你须要个人时候我再去建立这个实例ide
//懒汉模式 public class LazySingle { private static LazySingle single; //构造器私有化,禁止外部new生成对象 private LazySingle(){ } //外界得到该单例的方法 public static LazySingle getInstance(){ if(single == null){ single = new LazySingle(); } return single; } }
一位热心前辈的评论:“像你这样写单例,在咱们公司是要被开除的。”
趁我仍是学生,怀着之后不被开除的心情,继续学习下去
原来懒汉模式下,单例线程是不安全的。工具
怎么测试呢?以下学习
【测试懒汉模式线程不安全】测试
//一、构造器 private LazySingle(){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()); } //建立十个线程 for (int i = 0; i < 10; i++) { new Thread(()->{ Singleton2.getInstance(); }).start(); }
此时你会发现,构造方法调用了不止一次,说明没有实现预期的单例线程
平时咱们解决线程不安全的方法:不就是线程不安全嘛,那好办,加锁
【双重检测锁/DCL】
public class DCLSingle { private static DCLSingle single; private DCLSingle(){ } public static DCLSingle getInstance(){ //第一次判断,没有这个对象才加锁 if(single == null){ //哪一个须要保护,就锁哪一个 synchronized (DCLSingle.class){ //第二次判断,没有就实例化 if(single == null){ single = new DCLSingle(); } } } return single; } }
仔细和别人代码一比对,发现我少了个volatile关键字,这是啥玩意?
不懂就问。
【volatile】
为了不指令重排
//上述代码声明上面加上volatile关键字 private volatile static DCLSingle single;
啥是volatile ?
引用自别人博客
http://www.javashuo.com/article/p-bfigxqiv-bc.html
加volatile是为了出现脏读的出现,保证操做的原子性
一、原子性操做:不可再分割的操做 例如:single = new DCLSingle(); 其实就是两步操做: ①new DCLSingle();//开辟堆内存 ②singl指向对内存 二、脏读 Java内存模型规定全部的变量都是存在主存当中,每一个线程都有本身的工做内存。 线程对变量的全部操做都必须在工做内存中进行,而不能直接对主存进行操做。 而且每一个线程不能访问其余线程的工做内存。 变量的值什么时候从线程的工做内存写回主存,没法肯定。 三、指令重排 single = new DCLSingle(); 先执行② 后执行① //先指向堆内存,还未完成构造 【模拟状况】 ①线程1执行,在本身的工做内存定义引用,先指向堆内存,还未构造完成 ②此时线程2执行,它进行判断,引用已经指向了内存,因此线程2,认为构造完成,实际还未构造完成
还有一种差点忘记说了,也是菜鸟教程说建议使用的方式
【静态内部类实现单例】
public class Singleton { private Singleton(){} private static class SingleIN{ private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } private Singleton getInstance(){ return SingleIN.INSTANCE; } }
你会发现它和前面讲的普通饿汉式很像,我把它也归于饿汉式一类,由于它也是直接就new Singleton,可是它却有着懒加载的效果,而这种方式是 Singleton 类被装载了,instance 不必定被初始化。由于 SingletonHolder 类没有被主动使用,只有经过显式调用 getInstance 方法时,才会显式装载 SingletonHolder 类,从而实例化 instance。
【建议】建议使用静态内部类实现
在面试官面前装逼的时候来了
java语言实现动态化的灵魂——反射,说:没有什么是我不能改变的,看我来如何操做。
【反射破坏单例】
public class DCLSingle { private static DCLSingle single; private DCLSingle(){ } public static DCLSingle getInstance(){ //第一次判断,没有这个对象才加锁 if(single == null){ //哪一个须要保护,就锁哪一个 synchronized (DCLSingle.class){ //第二次判断,没有就实例化 if(single == null){ single = new DCLSingle(); } } } return single; } //经过反射破化单例 public static void main(String[] args) throws Exception { LazySingle single = LazySingle.getInstance(); Constructor<LazySingle> constructor = LazySingle.class.getDeclaredConstructor(); constructor.setAccessible(true); LazySingle single1 = constructor.newInstance(); System.out.println(single == single1);//false } }
获得单例类的构造器,而后经过newInstance的方法建立对象,很明显破化了单例
【改进代码,防止你搞破化】
既然此次你是经过获得构造器破化的,那我给构造器加个方法,若是你已经建立了实例,那就抛出异常
private LazySingle(){ synchronized(LazySingle.class){ if(single!=null){ throw new RuntimeException("破坏失败"); } } }
可是这个又有问题,这里的判断是private static DCLSingle single 是否有值,若是咱们都不经过getInstance()方法建立对象,而是这样
public static void main(String[] args) throws Exception { // LazySingle single = LazySingle.getInstance(); Constructor<LazySingle> constructor = LazySingle.class.getDeclaredConstructor(); constructor.setAccessible(true); //注意:这里的对象不是单例类中里面属性的那个对象 LazySingle single = constructor.newInstance(); LazySingle single1 = constructor.newInstance(); System.out.println(single == single1);//false }
这里根本不会抛出异常,而是又破坏了单例
【继续改进代码,防止搞破化】
简直就是相爱相杀呀,咱们能够利用红路灯原理,防止破化
改进构造方法
//加个标志 private static String sign = "password"; private LazySingle(){ synchronized(LazySingle.class){ if(single!=null || !"password".equals(sign)){ throw new RuntimeException("破坏失败"); }else{ sign = "no"; } } }
此刻你经过上述main()方法里面的内容测试,发现又会抛出异常。然而咱们能经过反射得到构造方法,那咱们一样也能经过反射获取对象的属性以及值吧
【再度破化】
public static void main(String[] args) throws Exception { Constructor<LazySingle> constructor = LazySingle.class.getDeclaredConstructor(); constructor.setAccessible(true); Field field = LazySingle.class.getDeclaredField("sign"); //此处省略经过反射获取该属性的类型和方法.... LazySingle single1 = constructor.newInstance(); //从新变回原标志位 field.set("sign","password"); LazySingle single2 = constructor.newInstance(); System.out.println(single2 == single1);//false }
又被破化了
【再次改进】
咱们将目光抛向枚举,
jdk1.5以后,出现枚举
利用枚举实现不只能避免多线程同步问题,并且还自动支持序列化机制,防止反序列化从新建立新的对象,绝对防止屡次实例化(菜鸟教程官方术语)
public enum Singleton { INSTANCE; public Singleton getInstance() { return INSTANCE } }
【反射能破化枚举的单例吗?】
咱们最终能够发现反射不能破化枚举的单例
这种实现方式尚未被普遍采用,但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁,自动支持序列化机制,绝对防止屡次实例化。(菜鸟教程官方)
【总结】太难了