設計模式之單例模式

2021-10-05 11:18:54 字數 3078 閱讀 3950

定義：保證乙個類只有乙個例項，並且提供乙個全域性訪問點

場景：執行緒池，資料庫連線池等

實現方式：

1.懶漢模式：

只有使用的時候，才初始化。延遲載入

//使用的時候才初始化


//jvm 乙個例項


public class lazysingleton 


public static lazysingleton getinstance() 


}		return instance;


}}
給變數加volatile是為了防止cpu指令重排,我們來看下方的demo例子：

public class demo 


}
0: new	         #1    	// class demo            1.分配空間，返回乙個指向該空間的記憶體引用


3: dup


4: invokespecial #16    // method "":()v   2.對空間進行初始化


7: astore_1             //                       3.把記憶體引用賦值給demo變數
「4：」和「7：」這兩個指令順序可能會顛倒(reordering)，也就是先把記憶體引用賦值給demo變數，然後對空間進行初始化。這時候就出現問題了,我們看lazysingleton這個類：如果記憶體引用賦值給instance變數後，還沒有進行初始化，這時候另外乙個執行緒進入"getinstance()"方法，他會發現這個instance已經被賦值了，就會直接執行「return instance」來返回例項，但是這個例項還沒有被初始化，這就可能會導致空指標等異常。所以，我們要在變數前加volatile修飾來防止cpu重排。

總結：

(1).保證執行緒安全

(2).防止指令重排

(3).雙重檢查，優化加鎖過程

2.餓漢模式：

在類載入階段就完成了例項的初始化，通過類載入機制保證執行緒安全

類載入過程：

(1).類載入：載入對應的二進位制檔案，在方法區建立對應的資料結構 (載入class檔案到方法區，在方法區建立相應類物件)

(2).連線：a.驗證(確保class檔案的正確性)  b.準備(為靜態變數分配記憶體和設定初始值)  c.解析(符號引用替換為直接引用)

(3).初始化：給靜態屬性賦值

public class hungrysingleton 


private hungrysingleton() {}


}
3.靜態內部類：

public class innerclasssingleton 


public static innerclasssingleton getinstance()


private innerclasssingleton() 


}}
在外界呼叫"getinstance()" 的時候，內部類innerclass才會被類載入器載入，然後在載入過程中初始化instance。為了防止遭到反射攻擊，可以在私有構造器中加入初始化判斷，如果instance已被初始化，就說明單例類遭到破壞，此時可以向外界丟擲異常

4.列舉型別：

public enum enumsingleton
反射機制不允許例項化列舉型別，原始碼如下：

if ((clazz.getmodifiers() & modifier.enum) != 0)


throw new illegalargumentexception("cannot reflectively create enum objects");
列舉型別也可以防止反序列化攻擊，原始碼如下：

string name = readstring(false);


enum<?> result = null;


class<?> cl = desc.forclass();


if (cl != null)  catch (illegalargumentexception ex) 


if (!unshared) 


}
當使用反序列化獲取列舉物件時，會通過"valueof()"方法來根據名字(name)查詢列舉物件。

5.序列化：

public class serializablesingleton implements serializable


private serializablesingleton() 


//反序列化時，從此方法中拿取例項


object readresolve() throws objectstreamexception


}
serialversionuid：如果我們沒有設定這條屬性，系統會預設的幫我們隨機分配乙個uid，這時候我們將這個類序列化到磁碟上。然後當我們修改這個類中的內容的時候，系統又會隨機再分配乙個uid。此時修改後的類和磁碟上的類因為uid不同，所以互相不相容。即：serializablesingleton instance != (serializablesingleton)object

readresolve()：在反序列化時獲得的物件和通過"getinstance()"方法獲得的物件不是同乙個物件，為了解決這個問題，我們寫乙個特殊方法："readresolve()"，有了這個方法，在反序列化過程中，就會從這個方法中獲得該類的例項。

我們用objectoutputstream和objectinputstream來寫出和讀入：

private static void useserializablesingleton() throws exception

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