【23种设计模式专题】一 单例模式，谁说程序猿没有女(男)朋友

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文章目录 双重校验锁DCL(第三种) 2.0版本，线程安全静态内部类(第四种) 枚举(第五种)

前言

你问程序猿小哥哥，有对象吗

他会毫不犹豫的告诉你，有，简单呀，new一个呗。

我们知道"对象"只会有一个，毕竟，不是谁都是韦小宝，有7个老婆，可以new 7次。

那怎么保证只会new出一个对象，这就是本文的主角单例模式。

现在这年代太难了,找对象难，在程序中，new一个对象，还这么讲究。

概念

采取一定的手段，保证一个类中只有一个实例，并且只提供一个取到该实例的入口。

应用场景

总结：

如果该对象频繁的被使用，我们就可以考虑把他设计单例。

实战篇 new两个对象,判断是否相等

package com.cxyxs.designmode.util;/*** Description：* Author: 程序猿学社* Date:  2020/3/15 12:30* Modified By:*/
public class Demo1 {public static void main(String[] args) {Girlfriend gf = new Girlfriend();Girlfriend gf1 = new Girlfriend();System.out.println(gf  == gf1);}
}class  Girlfriend{}

各位社友，觉得输出的结果是什么？true还是false

饿汉式(第一种)

package com.cxyxs.designmode.util;/*** Description：* Author: 程序猿学社* Date:  2020/3/15 13:15* Modified By:*/
public class Demo2 {public static void main(String[] args) {Girlfriend2 gf1 = Girlfriend2.getInstance();Girlfriend2 gf2 = Girlfriend2.getInstance();System.out.println(gf1 == gf2);}
}
class  Girlfriend2{//第二步private  static Girlfriend2 gf = new Girlfriend2();// 第一步private Girlfriend2() {}//第三步public  static Girlfriend2 getInstance(){return  gf;}
}

输出的值为true，说明只实例化一次。我们来梳理一下代码实现思路。

在学习单例过程中，我们会经常看到一个词汇“懒加载”，他是什么意思？

总结：

饿汉式是通过变量，也就是类加载原理保证单例，也就是所谓的线程安全。没有实现懒加载。

个人的建议：

可以使用，内存浪费的问题，几乎可以忽略，在实际开发过程中，存在一个类，也不调用，还傻傻的放在那里，说明这个代码，可能是无用的代码，对于，没有的代码，直接干掉。

懒汉式（第二种)

package com.cxyxs.designmode.util;/*** Description：懒汉式* Author: 程序猿学社* Date:  2020/3/15 14:00* Modified By:*/
public class Demo3 {public static void main(String[] args) {Girlfriend3 gf = Girlfriend3.getInstance();Girlfriend3 gf1 = Girlfriend3.getInstance();System.out.println(gf == gf1);}
}
class  Girlfriend3{private static  Girlfriend3 gf =  null;private Girlfriend3() {}public static Girlfriend3 getInstance(){if(gf == null){gf = new Girlfriend3();}return gf;};
}

打印的结果也为true，各位社友，是不是觉得，这就实现单例？

实际上，这种写法是有问题的，会存在线程安全的问题

模拟线程不安全

package com.cxyxs.designmode.util;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** Description：懒汉式,模拟线程不安全* Author: 程序猿学社* Date:  2020/3/15 14:00* Modified By:*/
public class Demo4 {public static void main(String[] args) {new Thread(()->{Girlfriend4 gf = Girlfriend4.getInstance();System.out.println(gf);}).start();new Thread(()->{Girlfriend4 gf1 = Girlfriend4.getInstance();System.out.println(gf1);}).start();}
}class  Girlfriend4{private static  Girlfriend4 gf =  null;private Girlfriend4() {}public static   Girlfriend4 getInstance(){if(gf == null){try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}gf = new Girlfriend4();}return gf;};
}

对多线程不了解社友，看到线程不安全这个词汇,可能会有点懵逼，这里我简单的阐述一下，如何界定一个线程是否安全。

模拟线程不安全，方法加

跟上面的方法相比，只是增加了关键字

package com.cxyxs.designmode.util;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** Description：懒汉式,方法上增加同步* Author: 程序猿学社* Date:  2020/3/15 14:00* Modified By:*/
public class Demo5 {public static void main(String[] args) {new Thread(()->{Girlfriend5 gf = Girlfriend5.getInstance();System.out.println(gf);}).start();new Thread(()->{Girlfriend5 gf1 = Girlfriend5.getInstance();System.out.println(gf1);}).start();}
}class  Girlfriend5{private static  Girlfriend5 gf =  null;private Girlfriend5() {}public static synchronized   Girlfriend5 getInstance(){if(gf == null){try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}gf = new Girlfriend5();}return gf;};
}

总结：

通过关键字，解决懒汉式单例线程安全的问题，虽说能保证线程安全，但是，效率太低，在实际项目实战过程中，不建议使用这种方式。

隔壁老王：社长，那有什么办法，可以保证线程安全，效率还行的实现方式吗？

社长：有的，通过双重校验锁方式。

双重校验锁DCL(第三种) 1.0版本，线程不安全

package com.cxyxs.designmode.util;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** Description：懒汉式 双重校验锁  DCL* Author: 程序猿学社* Date:  2020/3/15 14:00* Modified By:*/
public class Demo6 {public static void main(String[] args) {new Thread(()->{Girlfriend6 gf = Girlfriend6.getInstance();System.out.println(gf);}).start();new Thread(()->{Girlfriend6 gf1 = Girlfriend6.getInstance();System.out.println(gf1);}).start();}
}class  Girlfriend6{private static   Girlfriend6 gf =  null;private Girlfriend6() {}public static   Girlfriend6 getInstance(){if(gf == null){    //步骤1synchronized (Girlfriend6.class){if(gf == null){gf = new Girlfriend6();  //步骤2}}}return gf;};
}

这样就会存在问题，假设，他的顺序是1-3-2，线程A刚刚跑到1-3这一步，把gf指向一个地址的时候(表示gf这个对象不为空，因为已经有内存地址)，而这时的线程B，刚刚到步骤1，进行对应的判断，发现gf不为空，直接退出程序。

题外话，浅谈指令重排

 package com.cxyxs.designmode.util;/*** Description：* Author: wude* Date:  2020/3/18 11:29* Modified By:*/
public class Test {public static void main(String[] args) {Test test = new Test();}
}

idea版本中，在类里面右键，保证该类已运行，不然，会提示找不到主类的错。

隔壁老王：社长，既然多线程环境下，会存在指令重排的问题，是不是说通过双重校验锁这种方式实现单例，也不可行。

社长：既然存在指令重排的问题，jdk大佬当然也考虑这个问题，增加关键字

2.0版本，线程安全

总结:

通过双重检验锁，很好的解决解决线程安全的问题。建议使用。实现了懒加载。

静态内部类(第四种)

package com.cxyxs.designmode.util;/*** Description：* Author: 程序猿学社* Date:  2020/3/18 19:59* Modified By:*/
public class Demo7 {public static void main(String[] args) {Girlfriend7 gf = Girlfriend7.getInstance();Girlfriend7 gf1 = Girlfriend7.getInstance();System.out.println(gf == gf1);}
}
class  Girlfriend7{private Girlfriend7() {}public static  Girlfriend7 getInstance(){return  Instance.gf;}private  static  class Instance{private static final Girlfriend7 gf = new Girlfriend7();}
}

总结：

静态内部类通过 机制来保证单例和线程安全。同时也是懒加载的，只有使用到该静态内部类被调用时，才会被加载。

隔壁老王：社长，社长，听说反射可以破坏单例，具体是怎么一回事？

社长：既然，你提了这个问题，我们就来具体看看，为什么反射可以破坏单例。

反射破坏单例

实际上，不止反射可以破坏单例，通过序列化的方式也可以破坏单例。

package com.cxyxs.designmode.util;import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Constructor;/*** Description：模拟通过反射破坏单例* Author: 程序猿学社* Date:  2020/3/19 9:15* Modified By:*/
public class Demo8 {public static void main(String[] args) throws Exception {Constructor<Girlfriend8> declaredConstructor = Girlfriend8.class.getDeclaredConstructor(null);declaredConstructor.setAccessible(true);//暴力访问Girlfriend8 gf = declaredConstructor.newInstance();Girlfriend8 gf1 = declaredConstructor.newInstance();System.out.println(gf);System.out.println(gf1);}
}class  Girlfriend8{private Girlfriend8() {}public static  Girlfriend8 getInstance(){return  Instance.gf;}private  static  class Instance{private static final Girlfriend8 gf = new Girlfriend8();}
}

隔壁老王：社长，那怎么解决反射可以暴力破解单例的问题？

社长：在构造方法里面，再判断一下这个对象是否为空。

防止反射，增加监控代码

package com.cxyxs.designmode.util;import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Constructor;/*** Description：模拟通过反射破坏单例* Author: 程序猿学社* Date:  2020/3/19 19:15* Modified By:*/
public class Demo8 {public static void main(String[] args) throws Exception {Constructor<Girlfriend8> declaredConstructor = Girlfriend8.class.getDeclaredConstructor(null);declaredConstructor.setAccessible(true);//暴力访问Girlfriend8 gf = declaredConstructor.newInstance();Girlfriend8 gf1 = declaredConstructor.newInstance();System.out.println(gf);System.out.println(gf1);}
}class  Girlfriend8{private Girlfriend8() {synchronized (Girlfriend8.class){if(Instance.gf == null){try {throw new Exception("该对象已实例化,不要试图破解!");}catch (Exception e){e.printStackTrace();}}}}public static  Girlfriend8 getInstance(){return  Instance.gf;}private  static  class Instance {private static final Girlfriend8 gf = new Girlfriend8();}
}

枚举(第五种)

package com.cxyxs.designmode.util;import java.lang.reflect.Constructor;/*** Description：* Author: 程序猿学社* Date:  2020/3/20 19:55* Modified By:*/
public enum  Demo9 {GF;public Demo9 getInstance(){return GF;}
}
class  Test9{public static void main(String[] args) throws Exception{Demo9 instance = Demo9.GF.getInstance();Demo9 instance1 = Demo9.GF.getInstance();System.out.println(instance == instance1);}
}

隔壁老王：社长，为什么枚举可以解决别人暴力破解的问题？

社长: 给你看一段源码，你就知道为什么枚举可以防止别人暴力破解。

还记得我在上一个事例中，给你说过，通过反射可以单例，写了一段代码，我们来看看源码。

最近有不少读者在问我java应该如何学习，在这里，把我整理的学习视频分享出来。

(1).，视频

(2).架构师视频，设计模式视频，深入jvm内核原理。

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原创不易，不要白嫖，觉得有用的社友，给我点赞，让更多的老铁看到这篇文章。