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本篇內(nèi)容介紹了“java單例模式怎么定義”的有關(guān)知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠?qū)W有所成！
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一、單例模式定義：
單例模式確保某個類只有一個實例，而且自行實例化并向整個系統(tǒng)提供這個實例。在計算機系統(tǒng)中，線程池、緩存、日志對象、對話框、打印機、顯卡的驅(qū)動程序?qū)ο蟪１辉O(shè)計成單例。這些應(yīng)用都或多或少具有資源管理器的功能。每臺計算機可以有若干個打印機，但只能有一個Printer Spooler，以避免兩個打印作業(yè)同時輸出到打印機中。每臺計算機可以有若干通信端口，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)集中管理這些通信端口，以避免一個通信端口同時被兩個請求同時調(diào)用。總之，選擇單例模式就是為了避免不一致狀態(tài)，避免政出多頭。
1、經(jīng)典餓漢式：
public class Singleton {
private final static Singleton INSTANCE = new Singleton();
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
return INSTANCE;
}
}
特點：程序啟動時加載，先加載類，再初始化靜態(tài)屬性，由于后面無法再對對象進行修改，從而實現(xiàn)線程安全，效率相對高一些。占用內(nèi)存相對多一些。
缺點：如果這個類特別龐大，初始化時將會特別緩慢，還有就是如果我們用不到這個類，它仍然會創(chuàng)建出來，浪費了資源。
2、經(jīng)典懶漢式：
public class Singleton {
private static Singleton singleton;
private Singleton() {}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}
}
特點：延時加載，節(jié)約了內(nèi)存。效率相對低一些。利用同步塊實現(xiàn)線程安全。
缺點：synchronized關(guān)鍵字是一個重鎖（對象鎖），它會每次調(diào)用getInstance()，都要對對象上鎖，事實上，只有在第一次創(chuàng)建對象的時候需要加鎖，之后就不需要了。
3、懶漢式變種—雙重檢查結(jié)構(gòu)（不加volatile關(guān)鍵字修飾）：
package cn.hzy.creationPattern.singleton;
public class Singleton3 {
private static Singleton3 instance = null;
private Singleton3(){
}
public static Singleton3 getInstance(){
if (instance == null) {
synchronized (instance) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton3();
}
}
}
return instance;
}
}
特點：屬于懶漢式的變種，上面懶漢式的特點都有，但是這里優(yōu)化了性能問題，沒有給getInstance()方法加鎖，而是只給instance = new Singleton3();加鎖，也就是說只在初始化的時候會加鎖，后面的訪問因為instance!=null，就不會加鎖。
缺點：乍一看這種模式既沒有線程安全問題，又保證了單例，貌似完美了，但是JVM在創(chuàng)建對象的時候有可能為了優(yōu)化性能而進行指令重排，
看似簡單的一句 instance = new Singleton3(); JVM在創(chuàng)建對象的時候會有三個步驟：
1、給Singleton3分配一個內(nèi)存空間
2、初始化Singleton3（也就是創(chuàng)建Singleton3對象）
3、將instance指向剛分配的內(nèi)存空間地址
但是有可能JVM為了編譯的優(yōu)化提高效率就有可能變成下面一種順序：
1、給Singleton3分配一個內(nèi)存空間
2、將instance指向剛分配的內(nèi)存空間地址
3、初始化Singleton3（也就是創(chuàng)建Singleton3對象）
其實這種情況在單線程情況下是毫無影響的，結(jié)果都一樣，但是如果在多線程情況下，就有可能導(dǎo)致錯誤。
比如：A、B兩個線程訪問getInstance()方法，A先進入第一個if判斷，然后進入synchronized塊，開始初始化Singleton3，由于發(fā)生了指令重排，將instance指向剛分配的內(nèi)存空間地址（此時未創(chuàng)建Singleton3對象），在這個時候，B訪問getInstance()方法,B進入第一個if判斷，因為instance已經(jīng)指向了一個存在的內(nèi)存空間地址，即instance!=null，此時直接返回instance(未初始化)，然后再調(diào)用的時候如果A還沒有初始化完畢那么就會報空指針錯誤。（概率很低）
解決方案：加上volatile關(guān)鍵字修飾，
volatile：
特性一：內(nèi)存可見性，即線程A對volatile變量的修改，其他線程獲取的volatile變量都是最新的。
特性二：可以禁止指令重排序。
修改如下：將 private static Singleton3 instance = null; 改為 private static volatile Singleton3 instance = null;
4、靜態(tài)內(nèi)部類：
package cn.hzy.creationPattern.singleton;
public class Singleton4 {
private Singleton4() {}
public static Singleton4 getInstance() {
return SingletonFactory.instance;
}
private static class SingletonFactory {
private static Singleton4 instance = new Singleton4();
}
}
特點：按特征也是屬于懶漢模式，因為只會在我們需要用的時候才會創(chuàng)建實例對象，這里通過構(gòu)造函數(shù)私有化，使用內(nèi)部類來維護單例的實現(xiàn)，因為JVM內(nèi)部的機制能夠保證當(dāng)一個類被加載的時候，這個類的加載過程是線程互斥的。這樣當(dāng)我們第一次調(diào)用getInstance的時候，JVM能夠幫我們保證instance只被創(chuàng)建一次， 并且會保證把賦值給instance的內(nèi)存初始化完畢，這樣我們就不用擔(dān)心Singleton3出現(xiàn)的問題。同時該方法也只會在第一次調(diào)用的時候使用互斥機制，這樣就解決了低性能問題。
缺點：貌似這個就完美了，但是靜態(tài)內(nèi)部類也有著一個致命的缺點，就是傳參的問題，由于是靜態(tài)內(nèi)部類的形式去創(chuàng)建單例的，故外部無法傳遞參數(shù)進去的。
5、枚舉：
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void method() {
}
}
直接調(diào)用SingleTon.INSTANCE就是單例。
特點：創(chuàng)建枚舉默認就是線程安全的
優(yōu)點：簡直不要太多，1、寫法簡單，對比上面的實例就能發(fā)現(xiàn)。2、可以防止反射攻擊。
針對上面的反射攻擊我這里簡單說一下：在上面的1、2、3、4種單例模式里面，如果不對構(gòu)造函數(shù)做一些安全處理，我們可以很輕松通過反射拿到構(gòu)造器并且創(chuàng)建不只一個實例對象，就不再是單例了。但是對于枚舉，即時你通過反射拿到構(gòu)造器，在創(chuàng)建對象實例的時候也會報錯，因為枚舉是可以防止反射攻擊的。
怎么對構(gòu)造函數(shù)做一些安全處理？
可以立一個flag，在創(chuàng)建一個對象實例后，改變flag的值，通過判斷拋出異常。
比如：
private static boolean flag = false;
private Singleton (){
synchronized (Singleton .class) {
if(false == flag){
flag = !flag;
} else {
throw new RuntimeException("單例模式正在被反射攻擊！！！");
}
}
}
通過在構(gòu)造函數(shù)里面增加一個判斷來保證不被反射攻擊。
“java單例模式怎么定義”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識可以關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實用文章！
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