• 核心作用：

    – 保证一个类只有一个实例，并且提供一个访问该实例的全局访问点。

• 常见应用场景：

    – Windows的Task Manager（任务管理器）就是很典型的单例模式
    – windows的Recycle Bin（回收站）也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中，回收站一直维护着仅有的一个实例。
    – 项目中，读取配置文件的类，一般也只有一个对象。没有必要每次使用配置文件数据，每次new一个对象去读取。
    – 网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。
    – 应用程序的日志应用，一般都何用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加。
    – 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源。
    – 操作系统的文件系统，也是大的单例模式实现的具体例子，一个操作系统只能有一个文件系统。
    – Application 也是单例的典型应用（Servlet编程中会涉及到）
    – 在Spring中，每个Bean默认就是单例的，这样做的优点是Spring容器可以管理
    – 在servlet编程中，每个Servlet也是单例
    – 在spring MVC框架/struts1框架中，控制器对象也是单例

• 单例模式的优点：

    – 由于单例模式只生成一个实例，减少了系统性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置、产生其他依赖 对象时，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后永久驻留内存的方式来解决
    – 单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化环共享资源访问，例如可以设计一个单例类，负责所有数据表的映射处理

• 常见的五种单例模式实现方式：

    – 主要：
        • 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。 但是，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。不建议使用）
        • 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)

• 饿汉式实现（单例对象立即加载）

public class SingletonDemo {     private static /*final*/ SingletonDemo s = new SingletonDemo();     private SingletonDemo(){} // 私有化构造器     public static /*synchronized*/ SingletonDemo getInstance() {         return s;     } }

public class Client {     public static void main(String[] args) {         SingletonDemo s = SingletonDemo.getInstance();         SingletonDemo s2 = SingletonDemo.getInstance();         System.out.println(s==s2); //结果为true     } }

    – 饿汉式单例模式代码中，static变量会在类装载时初始化，此时也不会涉及多个线程对象访问该对象的问题。虚拟机保证只会装载一次该类，肯定不会发生并发访问的问题。因此，可以省略synchronized关键字。

    – 问题：如果只是加载本类，而不是要调用getInstance()，甚至永远没有调用，则会造成资源浪费！

 懒汉式实现（单例对象延迟加载）

public class SingletonDemo {     private static SingletonDemo s;     private SingletonDemo(){} // 私有化构造器     public static synchronized SingletonDemo getInstance() {         if(s==null) {             s = new SingletonDemo();         }         return s;     } }

public class Client {     public static void main(String[] args) {         SingletonDemo s = SingletonDemo.getInstance();         SingletonDemo s2 = SingletonDemo.getInstance();         System.out.println(s==s2); //结果为true     } }

    - lazy load! 延迟加载， 懒加载！ 真正用的时候才加载！
    - 问题：资源利用率高了。但是，每次调用getInstance()方法都要同步，并发效率较低。

• 双重检测锁实现

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

public class Client {     public static void main(String[] args) {         SingletonDemo s = SingletonDemo.getInstance();         SingletonDemo s2 = SingletonDemo.getInstance();         System.out.println(s==s2); //结果为true     } }

    – 这个模式将同步内容下方到if内部，提高了执行的效率不必每次获取对象时都进行同步，只有第一次才同步创建了以后就没必要了。

    – 问题：由于编译器优化原因和JVM底层内部模型原因，偶尔会出问题。不建议使用。

• 静态内部类实现方式(也是一种懒加载方式)

public class SingletonDemo {     private static class SingletonClassInstance {         private static final SingletonDemo instance = new SingletonDemo();     }     public static SingletonDemo getInstance() {         return SingletonClassInstance.instance;     }     private SingletonDemo() {} }

public class Client {     public static void main(String[] args) {         SingletonDemo s = SingletonDemo.getInstance();         SingletonDemo s2 = SingletonDemo.getInstance();         System.out.println(s==s2); //结果为true     } }

• 要点：
    – 外部类没有static属性，则不会像饿汉式那样立即加载对象。
    – 只有真正调用getInstance(),才会加载静态内部类。加载类时是线程 安全的。 instance是static final类型，保证了内存中只有这样一个实例存在，而且只能被赋值一次，从而保证了线程安全性.

    – 兼备了并发高效调用和延迟加载的优势！

• 问题：
    – 反射可以破解上面几种(不包含枚举式)实现方式！ （可以在构造方法中手动抛出异常控制）

    – 反序列化可以破解上面几种((不包含枚举式))实现方式！（可以通过定义readResolve()防止获得不同对象，反序列化时，如果对象所在类定义了readResolve()，（实际是一种回调），定义返回哪个对象。）

/**  * 使用反射和反序列化破解单例模式  */ public class Client {     public static void main(String[] args) {         //通过反射的方式直接调用私有构造器 Class<SingletonDemo> clazz = (Class<SingletonDemo>) Class.forName("com.singleton.SingletonDemo"); Constructor<SingletonDemo> c = clazz.getDeclaredConstructor(null); c.setAccessible(true); SingletonDemo s1 = c.newInstance(); SingletonDemo s2 = c.newInstance(); System.out.println(s1); System.out.println(s2);         //通过反序列化的方式构造多个对象         SingletonDemo s3 = SingletonDemo.getInstance(); SingletonDemo s4 = SingletonDemo.getInstance(); System.out.println(s3); System.out.println(s4);         FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:/a.txt"); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos); oos.writeObject(s3); oos.close(); fos.close(); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("d:/a.txt")); SingletonDemo s5 =  (SingletonDemo) ois.readObject(); System.out.println(s5);

    }

}

/**

 * 方式使用反射和反序列化破解单例模式

 */

public class SingletonDemo implements Serializable {

    private static SingletonDemo s;

    //私有化构造器

    private SingletonDemo() throws Exception {

        if(s!=null) {

            // 通过手动抛出异常，避免通过反射创建多个单例对象！

            throw new Exception(" 只能创建一个对象");
        }
    } 
    public static synchronized SingletonDemo getInstance() throws Exception {
        if(s==null) {
            s = new SingletonDemo();
        }
        return s;
    }
    // 反序列化时，如果对象所在类定义了readResolve() ，（实际是一种回调），定义返回哪个对象。
    private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
        return s;
    }
}

使用枚举实现单例模式

public enum SingletonDemo {     /**      *  定义一个枚举的元素，它就代表了Singleton 的一个实例。      */      INSTANCE;     /**      *  单例可以有自己的操作      */     public void singletonOperation(){         // 功能处理     } }

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

• 优点：
    – 实现简单
    – 枚举本身就是单例模式。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：
    – 无延迟加载

最后

以上就是伶俐宝马为你收集整理的01单例模式（创建型模式）的全部内容，希望文章能够帮你解决01单例模式（创建型模式）所遇到的程序开发问题。

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