单例设计模式的正确写法(双重校验,静态内部类,枚举)

- 日理万妓 2023-07-10 14:26 31阅读 0赞

单例设计模式是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统系统中一个类只有一个实例。**属于创建型模式**

特点：

1.  单例模式类只有一个实例（对象）
2.  单例模式类必须自己创建自己的唯一实例
3.  单例模式类必须给所有其他对象提供这一实例

### 2.1 懒汉式 ###

普通的懒汉式由于懒加载所以存在线程安全问题，这里给出有一种双重检查的实现方式

public class Singleton{ 
        private Singleton(){ }
        private volatile static Singleton s = null;
        
        
        public static Singleton getInstance(){ 
            if(s == null){ 
                // 两个线程都进入到此处，必须在下面在进行空判断，否则创建两次
                synchronized(Singleton.class){ 
                    // 防止两个线成同时进入上面的空判断
                    if(s == null){ 
                        // new 关键字可能因为出现指令重排出现问题，所以外部加上volatile
                        s = new Singleton(); 
                    }
                }
            }
            return s;
        } 
    }

### 2.2 饿汉式 ###

public class Singleton{ 
        private Singleton(){ }
        public static final Singleton s = new Singleton();
        public static Singleton getInstance(){ 
            return s;
        }  
    }

### 2.3 静态内部类 ###

public class Singleton{ 
        private static class LasyHolder{ 
            private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
        }
        private Singleton(){ }
        public static Singleton getInstance(){ 
            reuturn LazyHolder.INSTANCE;
        }
    }

注意事项：

1.  从外部无法访问静态内部类LazyHolder,只有当调用Singleton.getInstance方法的时候，才能得到该单例对象
2.  INSTANCE对象初始化的时机并不是在单例类Singleton被加载的时候，只有当调用getInstance方法，使得静态内部类LazyHolder被加载的时候。因为这种方式是利用classLoader的加载机制来实现懒加载，并保证构建单例的线程安全。
3.  无法防止反射来重复构建对象

利用反射打破单例：

Constructor con = Singleton.class.getDeclaredConstructor();
    con.setAccessible(true);
    Singleton s1 = (Singleton) con.newInstance();
    Singleton s2 = (Singleton) con.newInstance();
    
    sout(s1.equals(s2)); //false

除了反射攻击外，还可能存在使用反序列化攻击情况

<dependency>
        <groupId>org.apache.commons</groupId>
        <artifactId>commons-lang3</artifactId>
        <version>3.8.1</version>
    </dependency>

Singleton instance = Singleton.getInstance();
    byte[] serialize = SerializationUtils.serialize(instance);
    Singleton newInstance = SerializationUtils.deserialize(serialize);
    System.out.println(instance == newInstance);//false, 代表两个不同对象，与单例违背

### 2.4 枚举 ###

public enum Singleton{ 
        INSTANCE;
        
        public void dosth(){ 
            System.out.println("do sth");
        }
    }

调用：

public static void main(String[] args){
    	Singleton.INSTANCE.dosth();
    }

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