单例模式学习

Ⅰ 懒汉式-线程不安全

/**
 * @ClassName Singleton01
 * @Description  Ⅰ 懒汉式-线程不安全
 *
 * 以下实现中，私有静态变量 uniqueInstance 被延迟实例化，这样做的好处是，如果没有用到该类，那么就不会实例化 uniqueInstance，从而节约资源。
 *
 * 这个实现在多线程环境下是不安全的，如果多个线程能够同时进入 if (uniqueInstance == null) ，并且此时 uniqueInstance 为 null，那么会有多个线程执行 uniqueInstance = new Singleton(); 语句，这将导致实例化多次 uniqueInstance。
 *
 *
 * @Author niu
 * @Date 2019-06-02 18:14
 * @Version V1.0
 **/
public class Singleton01 {

  //私有构造函数
  private Singleton01 (){

  }
  //私有静态变量
  private static Singleton01 UniqueInstance;
  //公有静态函数
  public static Singleton01 getUniqueInstance(){
    if(UniqueInstance == null){
      UniqueInstance = new Singleton01();
    }
    return UniqueInstance;
  }
}

Ⅱ 饿汉式-线程安全

package com.java.ntt.designPatterns.Singleton;

/**
 * @ClassName Singleton02
 * @Description  Ⅱ 饿汉式-线程安全
 *
 *只需要对 getUniqueInstance() 方法加锁，那么在一个时间点只能有一个线程能够进入该方法，从而避免了实例化多次 uniqueInstance。
 *
 * 但是当一个线程进入该方法之后，其它试图进入该方法的线程都必须等待，即使 uniqueInstance 已经被实例化了。这会让线程阻塞时间过长，因此该方法有性能问题，不推荐使用。
 *
 * @Author niu
 * @Date 2019-06-02 18:22
 * @Version V1.0
 **/
public class Singleton02 {
  //私有构造器
  private  Singleton02(){

  }
  //私有静态变量
  private static  Singleton02 uniqueInstance=new Singleton02();


  //公有静态函数
  public static synchronized Singleton02 getUniqueInstance(){
    if(uniqueInstance==null) {
      uniqueInstance = new Singleton02();
    }
      return  uniqueInstance;
  }
}

Ⅳ 双重校验锁-线程安全

package com.java.ntt.designPatterns.Singleton;

/**
 * @ClassName Singleton03
 * @Description  Ⅳ 双重校验锁-线程安全
 *
 *uniqueInstance 只需要被实例化一次，之后就可以直接使用了。加锁操作只需要对实例化那部分的代码进行，只有当 uniqueInstance 没有被实例化时，才需要进行加锁。
 *
 * 双重校验锁先判断 uniqueInstance 是否已经被实例化，如果没有被实例化，那么才对实例化语句进行加锁。
 * 考虑下面的实现，也就是只使用了一个 if 语句。在 uniqueInstance == null 的情况下，如果两个线程都执行了 if 语句，那么两个线程都会进入 if 语句块内。虽然在 if 语句块内有加锁操作，但是两个线程都会执行 uniqueInstance = new Singleton(); 这条语句，只是先后的问题，那么就会进行两次实例化。因此必须使用双重校验锁，
 *
 *
 * uniqueInstance 采用 volatile 关键字修饰也是很有必要的， uniqueInstance = new Singleton(); 这段代码其实是分为三步执行：
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 * 1.为 uniqueInstance 分配内存空间
 * 2.初始化 uniqueInstance
 * 3.将 uniqueInstance 指向分配的内存地址
 * 但是由于 JVM 具有指令重排的特性，执行顺序有可能变成 1>3>2。指令重排在单线程环境下不会出现问题，但是在多线程环境下会导致一个线程获得还没有初始化的实例。例如，线程 T1 执行了 1 和 3，此时 T2 调用 getUniqueInstance() 后发现 uniqueInstance 不为空，因此返回 uniqueInstance，但此时 uniqueInstance 还未被初始化。
 *
 * 使用 volatile 可以禁止 JVM 的指令重排，保证在多线程环境下也能正常运行。
 * @Author niu
 * @Date 2019-06-02 18:27
 * @Version V1.0
 **/
public class Singleton03 {

  private Singleton03(){


  }

  private static volatile Singleton03 uniqueInstance = new Singleton03();

  public static Singleton03 getUniqueInstance(){
     if(uniqueInstance == null){
         synchronized (Singleton03.class){
           if(uniqueInstance == null){
             uniqueInstance = new Singleton03();
           }
         }
     }
     return  uniqueInstance;
  }

}

Ⅴ 静态内部类实现

package com.java.ntt.designPatterns.Singleton;

/**
 * @ClassName Singleton04
 * @Description  Ⅴ 静态内部类实现
 *
 *当 Singleton 类加载时，静态内部类 SingletonHolder 没有被加载进内存。只有当调用 getUniqueInstance() 方法从而触发 SingletonHolder.INSTANCE 时 SingletonHolder 才会被加载，此时初始化 INSTANCE 实例，并且 JVM 能确保 INSTANCE 只被实例化一次。
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 * 这种方式不仅具有延迟初始化的好处，而且由 JVM 提供了对线程安全的支持。
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 * @Author niu
 * @Date 2019-06-02 18:34
 * @Version V1.0
 **/
public class Singleton04 {
   //私有化构造器
  private Singleton04(){

  }
  private static class SingletonHolder{
    private static final  Singleton04 INSTANCE = new Singleton04();
  }

  public static  Singleton04 getUniqueInstance(){
    return  SingletonHolder.INSTANCE;
  }

}

Ⅵ 枚举实现

package com.java.ntt.designPatterns.Singleton;

/**
 * @ClassName Singleton05
 * @Description Ⅵ 枚举实现
 * 该实现在多次序列化再进行反序列化之后，不会得到多个实例。而其它实现需要使用 transient 修饰所有字段，并且实现序列化和反序列化的方法。
 * 该实现可以防止反射攻击。在其它实现中，通过 setAccessible() 方法可以将私有构造函数的访问级别设置为 public，然后调用构造函数从而实例化对象，如果要防止这种攻击，需要在构造函数中添加防止多次实例化的代码。该实现是由 JVM 保证只会实例化一次，因此不会出现上述的反射攻击。
 * @Author niu
 * @Date 2019-06-02 18:38
 * @Version V1.0
 **/
public enum  Singleton05 {

  INSTANCE;

  private String objName;


  public String getObjName() {
    return objName;
  }

  public void setObjName(String objName) {
    this.objName = objName;
  }
  public static void main(String[] args) {

    // 单例测试
    Singleton05 firstSingleton = Singleton05.INSTANCE;
    firstSingleton.setObjName("firstName");
    System.out.println(firstSingleton.getObjName());
    Singleton05 secondSingleton = Singleton05.INSTANCE;
    secondSingleton.setObjName("secondName");
    System.out.println(firstSingleton.getObjName());
    System.out.println(secondSingleton.getObjName());

    // 反射获取实例测试
    try {
      Singleton05[] enumConstants = Singleton05.class.getEnumConstants();
      for (Singleton05 enumConstant : enumConstants) {
        System.out.println(enumConstant.getObjName());
      }
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

}

学习参考： 传送门