--- 单例模式 --- #### 目录 1. 思维导图 2. 定义和使用场景 3. 实现方式 4. 反序列化和反射 5. 优缺点 #### 思维导图 ![](https://i.loli.net/2019/01/06/5c316f61d1c06.png) #### 定义和使用场景 定义: 确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。 使用场景: 确保某个类有且只有一个对象的场景,避免产生多个对象消耗过多的资源。 #### 实现方式 ##### 懒汉式 ```java public class SingleTon { private static SingleTon mInstance; private SingleTon() { } public static SingleTon getInstance() { if (mInstance == null) { mInstance = new SingleTon(); } return mInstance; } } ``` ##### 饿汉式 ```java public class SingleTon { private static SingleTon mInstance = new SingleTon(); private SingleTon() { } public static SingleTon getInstance() { return mInstance; } } ``` ##### DCL ```java public class SingleTon { private static volatile SingleTon mInstance; private SingleTon() { } public static SingleTon getInstance() { if (mInstance == null) { synchronized (SingleTon.class) { if (mInstance == null) { mInstance = new SingleTon(); } } } return mInstance; } } ``` 在 getInstance 方法里进行了两次判空:第一次判空是为了避免不必要的同步,第二次判空是为了在 null 的情况下创建实例。 之所以用 volatile 修饰 mInstance,那是因为 mInstance = new SingleTon() 并不是一个原子操作,它大致做了三件事: 1. 给 mInstance 分配内存 2. 调用其构造方法,初始化成员字段 3. 将 mInstance 对象指向分配的内存空间(此时 mInstance 就不是 null 了) 但是由于 CPU 的优化操作,可能会对这几个操作进行乱序执行,第二条和第三条的操作的执行顺序无法保证。如果线程 A 执行到 getInstance() 方法,进入锁块,先执行 第三条操作,然后另外一个线程 B 也执行到 getInstance() 方法,发现 mInstance 不为空了,就直接取走了 mInstance 对象,在使用时就会出错,这就是 DCL 失效问题。而 volatile 能禁止指令重排序。 ##### 静态内部类 ```java public class SingleTon { private static volatile SingleTon mInstance; public static SingleTon getInstance() { return SingleHolder.singleTon; } static class SingleHolder { private static SingleTon singleTon = new SingleTon(); } } ``` 当第一次加载 SingleTon 类的时候并不会初始化 mInstance,只有在第一次调用 getInstance 方法时才会导致 mInstance 被初始化。因此,第一次调用 getInstance 方法会导致虚拟机加载 SingleHolder 类,这种方式不仅能够确保线程安全,也能够保证单例对象的唯一性,同时也延迟了单例的实例化,这是推荐使用的单例模式实现方式。 类加载的执行 JVM 可以保证是线程安全的。 ##### 枚举类 ```java public enum SingleTonEnum { INSTANCE; public void doSomething(){ } } ``` 枚举在 Java 中与普通的类是一样的,不仅能够有字段,还能有自己的方法。最重要的是默认枚举实例的创建是线程安全的,并且在任何情况下它都是一个单例。 #### 反序列化和反射 ##### 反序列化 对于上面的实现方式,除了枚举,都无法避免反序列化。反序列化创建对象是不走构造函数的,所以构造函数是私有化完全没用,要杜绝单例对象被反序列化时重新创建对象,则必须加入如下方法: ```java private Object readResove() throws ObjectStreamException { return mInstance; } ``` ##### 反射 直接在构造方法中抛异常。 ```java private SingleTon(){ throw new RuntimeException("SingleTon can't be reflected"); } ``` #### 优缺点 优点: 由于只有一个实例,,故可以减少内存开销,避免对资源的多重占用。 缺点: 单例类扩张困难,职责过重,一定程度上违背 “单一职责原则”。 注意单例对象可能造成的内存泄露问题!