Singleton你真的懂单例模式吗？

Singleton你真的懂单例模式吗？

单例模式是我们最常用的设计模式，但是你真的懂单例吗？

• 饿汉式与懒汉式的区别？
• 线程安全怎么解决？
• 能防止反序列化吗？

首先说一下什么是单例模式
这个模式是很有意思，而且比较简单，但是我还是要说因为它使用的是如此的广泛，如此的有人缘，

• 单例就是单一、独苗的意思，那什么是独一份呢？你的思维是独一份，除此之外还有什么不能山寨的呢？
• 我们举个比较难复制的对象：皇帝
  中国的历史上很少出现两个皇帝并存的时期，是有，但不多，那我们就认为皇帝是个单例模式，在这个场景中，有皇帝，有大臣，大臣是天天要上朝参见皇帝的，今天参拜的皇帝应该和昨天、前天的一样（过渡期的不考虑，别找茬哦），大臣磕完头，抬头一看，嗨，还是昨天那个皇帝，单例模式，绝对的单例模式，
• 先看类图：
  

简单应用

先创建一个皇帝类

public class Emperor {
    private static Emperor emperor = null; //定义一个皇帝放在那里，然后给这个皇帝名字

    private Emperor() {
        //世俗和道德约束你，目的就是不让你产生第二个皇帝
    }
    public static Emperor getInstance(){
        if (emperor == null){
            emperor = new Emperor();
        }
        return emperor;
    }

    public static void emperorInfo(){
        System.out.println("我就是皇帝武则天....");
    }
}

再创建一个大臣类

public class Minister {
    public static void main(String[] args) {
        //第一天
        Emperor instance = Emperor.getInstance();
        Emperor emperor = instance;
        emperor.emperorInfo();//第一天见的皇帝叫什么名字呢？

        //第一天
        Emperor instance2 = Emperor.getInstance();
        instance2.emperorInfo();

        //第三天
        Emperor instance3 = Emperor.getInstance();
        instance3.emperorInfo();

    }
}

运行结果

我就是皇帝武则天....
我就是皇帝武则天....
我就是皇帝武则天....

这是单例模式的最简单应用

进阶

• 饿汉式

缺点：不管是否使用，类装载完成时，一定会完成实例化

public class Mgr01 {
    private static final Mgr01 INSTANCE = new Mgr01();
    private Mgr01(){}
    public static Mgr01 getInstance(){
        return INSTANCE;
    }

    public static void m(){
        System.out.println("M");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Mgr01 mgr01 = Mgr01.getInstance();
        Mgr01 mgr02 = Mgr01.getInstance();
        System.out.println(mgr01 == mgr02);
    }
}

饿汉式的另一种写法

public class Mgr02 {

    private static final Mgr02 INSTANCE ;
    static {
        INSTANCE = new Mgr02();
    }

    public static Mgr02 getInstance(){
        return INSTANCE;
    }

    public static void m(){
        System.out.println("M");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Mgr02 mgr01 = Mgr02.getInstance();
        Mgr02 mgr02 = Mgr02.getInstance();
        System.out.println(mgr01 == mgr02);
    }
}

• 懒汉式

优点：按需初始化
缺点：线程不安全

public class Mgr03 {
    private static Mgr03 INSTANCE ;
    private Mgr03(){}
    public static Mgr03 getInstance(){
        if (INSTANCE == null){
            try{
                Thread.sleep(1);
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            INSTANCE = new Mgr03();
        }
        return INSTANCE;
    }
    public static void m(){
        System.out.println("M");
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Mgr03.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}

• 使用synchronized解决线程不安全问题

缺点：效率下降

public class Mgr04 {
    private static Mgr04 INSTANCE ;
    private Mgr04(){}
    public static synchronized Mgr04 getInstance(){
        if (INSTANCE == null){
            try{
                Thread.sleep(1);
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            INSTANCE = new Mgr04();
        }
        return INSTANCE;
    }
    public static void m(){
        System.out.println("M");
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Mgr04.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}

public class Mgr05 {
    private static Mgr05 INSTANCE;

    private Mgr05() {
    }

    public static Mgr05 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            //试图通过减小同步代码块的方式提交效率，然而不可行，判断
            synchronized (Mgr05.class) {
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                INSTANCE = new Mgr05();
            }
        }
        return INSTANCE;
    }

    public static void m() {
        System.out.println("M");
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Mgr05.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}

• 试图通过静态代码块的方式提高效率，但是需要双重检测

public class Mgr06 {
    private static volatile Mgr06 INSTANCE;

    private Mgr06() {
    }

    public static  Mgr06 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            //试图通过减小同步代码块的方式提交效率，然而不可行，判断
            synchronized (Mgr06.class) {
                //双重检测
                if(INSTANCE == null){
                    try {
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    INSTANCE = new Mgr06();
                }
            }
        }
        return INSTANCE;
    }


    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Mgr06.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}

public class Mgr07 {
    private Mgr07(){

    }
    private static class Mgr07Holder{
        private final static Mgr07 INSTANCE = new Mgr07();
    }
    private static Mgr07 getInstance(){
        return Mgr07Holder.INSTANCE;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Mgr07.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}

• 枚举单例

不仅可以解决线程同步，还能防止反序列化，完美写法，线程安全由JVM负责

public enum Mgr08 {
    INSTANCE;

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Mgr08.INSTANCE.hashCode());
            }).start();
        }
    }

}