Java23种设计模式【1】----》单例模式

ゝ一世哀愁。 2022-05-15 14:16 195阅读 0赞

### 一、原理 ###

保证一个类只有一个对象，并且提供一个全局的访问点

### 二、应用场景 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmhhaWppbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

### 三、优点 ###

内存占用小

### 四、最好拥有的特点 ###

线程安全，调用效率高，懒加载----》推荐使用**静态内部类实现**

### 五、常见的五种单例模式 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmhhaWppbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

**1、饿汉式**

调用频繁推荐饿汉式

优点：采用类加载是类初始化的时候创建的，是天然线程安全的模式。

缺点：但如过没有被调用，就浪费了资源，因为对象已经创建了

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmhhaWppbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

测试：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmhhaWppbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

**2、懒汉式**

优点：当创建类开支大时用这种模式，节约资源

缺点：由于synchronized放在了方法上，所以当线程较多时，都得等待，导致效率低下![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmhhaWppbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

**3、双重检查锁模式**

优点：综合了饿汉式和懒汉式

缺点：![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmhhaWppbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmhhaWppbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

**4、静态内部类实现**

**优点：**线程安全，懒加载，效率高

线程安全：采用了内部类加载，类加载是天然线程安全的；instance 是static final的，表示该实例只能创建一次不能被修改，从而保证了线程的安全

懒加载：静态内部类不会随着类初始化时初始化，只有调用时才初始化

效率高：使用时直接调用，不用等待

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**5、枚举实现**

优点：最简单最好用，天然单例，调用效率高

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmhhaWppbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]

缺点：无延迟加载

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmhhaWppbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][]

测试：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmhhaWppbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 10][]

### 六、实现方式总结 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmhhaWppbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 11][]

### 七、如何选用 ###

不需要延时加载：枚举式好于饿汉式

需要延时加载：静态内部类式好于懒汉式

### 八、如何防止反射和反序列化漏洞 ###

*注：对枚举不起作用，因为枚举式天然的单例*

测试懒汉式

**1、通过反射的方式直接调用私有构造器**

攻击代码：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmhhaWppbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 12][]

预防代码：

直接抛出异常，不让new

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmhhaWppbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 13][]

2、通过反序列化的方式构造多个对象

攻击：

![20181030184733119.png][]

预防：

在类中添加如下方法：

![2018103018533465.png][]

### 九、测试五种单例模式的效率 ###

使用CountDownLatch类检测

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppbmhhaWppbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 14][]

![20181030192647184.png][]

检测结果：

懒汉式效率最低。

![20181030192615528.png][]

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