单例模式是一种设计模式，是在整个运行过程中只需要产生一个实例。那么怎样去创建呢，以下提供了几种方案。
一、创建单例对象
懒汉式
public class TestSingleton {
// 构造方法私有化
private TestSingleton(){}
// 声明实例
private static TestSingleton singleton;
// 提供外部调用方法，生成并获取实例
public static TestSingleton getInstance() {
if(singleton == null) {
singleton = new TestSingleton();
}
return singleton;
}
}
此方案是以时间换空间，启动时并不会执行任何操作，只有被调用时，采取实例化对象。不过这种方法在多线程下不安全，因为两个线程如果同时调用时，会同时通过非空验证的验证，造成创建两个对象的后果，有悖设计初衷。
针对多线程问题，应该加入双重非空判断：
public class TestSingleton {
// 构造方法私有化
private TestSingleton(){}
// 声明实例
private static volatile TestSingleton singleton;
// 提供外部调用方法，生成并获取实例
public static TestSingleton getInstance() {
if(singleton == null) {
synchronized (TestSingleton.class) {
if(singleton == null) {
singleton = new TestSingleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
饿汉式
public class TestSingleton {
// 构造方法私有化
private TestSingleton(){}
// 声明并生成实例
private static TestSingleton singleton = new TestSingleton();
// 提供外部调用方法，获取实例
public static TestSingleton getInstance() {
return singleton;
}
}
以空间换时间，类一加载时，就对其进行实例化，后面调用时直接提供对象实例。
静态内部类实现懒加载
public class TestSingleton {
// 构造方法私有化
private TestSingleton(){}
private static class TestSingletonFactory{
private static TestSingleton singleton = new TestSingleton();
}
// 提供外部调用方法，获取实例
public static TestSingleton getInstance() {
return TestSingletonFactory.singleton;
}
}
当getInstance方法被调用时，才会初始化静态内部类TestSingletonFactory的静态变量singleton。此处由JVM来保障线程安全。
二、破坏单例
实现单例后，按照预期结果应该所有对象都是同一个对象。但是以下有几种情况可以破坏单例的性质。
首先让单例类实现Serializable, Cloneable接口，以便实验。
public class TestSingleton implements Serializable, Cloneable{
private static final long serialVersionUID = 1L;
// 构造方法私有化
private TestSingleton(){}
private static class TestSingletonFactory{
private static TestSingleton singleton = new TestSingleton();
}
// 提供外部调用方法，获取实例
public static TestSingleton getInstance() {
return TestSingletonFactory.singleton;
}
}
- 序列化
// 获取实例
TestSingleton originSingleton = TestSingleton.getInstance();
// 写出对象
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(originSingleton);
// 写入对象
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
TestSingleton serializeSingleton = (TestSingleton) ois.readObject();
// 判断两个对象是否相等
System.out.println(originSingleton == serializeSingleton); // false
- 反射
// 反射
Class<TestSingleton> clazz = TestSingleton.class;
// 获取无参构造函数
Constructor<TestSingleton> constructor = clazz.getDeclaredConstructor();
// 将私有设置为可见
constructor.setAccessible(true);
// 用构造器生成实例
TestSingleton instance = constructor.newInstance();
// 判断两个对象是否相等
System.out.println(originSingleton == instance); // false
- 克隆
// 克隆
TestSingleton clone = (TestSingleton) originSingleton.clone();
System.out.println(originSingleton == clone); // false
三、修复破坏
对于这种预料之外的结果，我们应该怎样去控制呢？
- 序列化
添加readResolve方法，返回Object。
- 反射
添加全局可见变量，如果再次调用构造方法生成实例时，抛出运行时错误。
- 克隆
重写clone方法，直接返回单例对象。
public class TestSingleton implements Serializable, Cloneable{
private static final long serialVersionUID = 1L;
private static volatile boolean isCreated = false;//默认是第一次创建
// 构造方法私有化
private TestSingleton(){
if(isCreated) {
throw new RuntimeException("实例已经被创建");
}
isCreated = true;
}
private static class TestSingletonFactory{
private static TestSingleton singleton = new TestSingleton();
}
// 提供外部调用方法，获取实例
public static TestSingleton getInstance() {
return TestSingletonFactory.singleton;
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return getInstance();
}
/**
* 防止序列化破环
* @return
*/
private Object readResolve() {
return getInstance();
}
}
