单例模式
保证客户端运行期间只含有一个对象，其他类不能够创建对象，对象由本类创建，提供一个获取该对象的接口。
这个对象创建的方式：
- 懒汉式：在需要的时候创建实例
- 饿汉式：类初始化的时候就创建实例
- 线程安全：通过加锁
- 双重检查：提高效率
- 静态内部类
- 枚举
单例模式常问问题总结：
-
构造函数为
private是避免在其他类中可以new出一个对象，破坏为唯一性。因为将构造函数声明为了private，则需要本来进行对象的创建，并对外提供一个访问的接口。同时，也其他类无法创建本类对象，不能通过对象来访问接口，所以需要将接口类型声明为static，相应的需要将这个对象的引用也声明为static，因为static方法不能访问非static变量。 -
饿汉式写法是安全的，因为类加载是按需加载且加载一次，在初始化的时候会创建一个对象实例给引用，之后通过这个引用访问的都只可能是这个对象。而懒加载是非线程安全的，所以在多线程环境下会生成多个对象，破坏了唯一性。为了实现同步，需要
synchronized对方法或者代码块进行修饰。假定synchronized方法加在static方法上，则会严重影响效率，因为这是一个类锁，当一个线程持有这个类锁时，其他的线程不能够访问此类中的其他static synchronized修饰的代码。synchronized()括号中可以传入对象或者class，如果是对象则是对象锁，class则为类锁。为了效率，可以进行双重检查，当判断当前引用为null时才进行加锁同步操作。双重检查第二层的条件判断为了避免这种情况：自己已经判断当前对象为null，正要创建对象的时候已经有其他线程new出了实例并释放了同步锁，自己进入同步代码块后又new出一个对象。 -
在加上双重检查后可以很大程度保证对象的唯一性，但由于指令重排机制，可能会出现
new出不完整对象的情况发生，所以需要在声明对象引用时在前加上volatile。volatile的作用是保证这个变量对所有线程的可见性以及禁止指令重排序，在这里主要是指令重排序上。new一个对象可经过这三个步骤：1. 给对象分配空间 2. 将对象地址赋值给引用 3. 初始化对象。由于指令重排序，则可能步骤2和3是不确定的。当某个线程正要初始化对象时（注意，此时的对象未初始化，但不为null）被其他线程占用，其他线程会得到一个未初始化的对象，代码执行的结果肯定是会受到影响的，而采用了volatile之后禁止指令重排，让这个情况得到解决。 -
利用饿汉式和懒汉式的结合可以采用静态内部类的方法，它的原理在于单例的引用在内部类中，当调用访问接口时会触发内部类的初始化，而JVM会保证这个内部类在多线程的情况下被正确地加载和初始化，最终得到同一个单例对象。使用枚举类创建单例和这个很像，因为枚举类在第一次使用的时候会初始化（同样也只初始化一次），并且默认构造函数是
private类型的，所以用它来创建单例代码很简洁。 -
在懒汉式中，可以利用反射创建多个对象，首先是获取这个单例类的class对象，然后获取私有构造方法，设置私有构造方法的可进入属性为真，最后调用
newInstance()获取单例对象。 -
和反射一样，单例的序列化与反序列化会破坏对象的唯一性。暂且看一下代码：
public static void main(String[] args) {
ObjectOutputStream out = null;
try {
out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("Singleton"));
out.writeObject(Singleton.getInstance());
File file = new File("Singleton");
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
Singleton singleton = (Singleton) in.readObject();
System.out.println(singleton == Singleton.getInstance());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
运行结果是false，说明反序列后的对象确实不一样，其原理为当ObjectInputStream调用readObject()方法后，其调用栈为：
readObject的调用栈.png
参考自单例与序列化的那些事儿
在方法调用的过程中，如果反序列化的这个类在运行时能被实例化，则会利用反射调用无参构造函数生成实例，否则返回null；接着，方法会判断这个反序列化的类中是否有readResolve()方法，有的话则通过反射调用这个方法生成反序列化对象。所以，为了防止反序列化破坏单例，我们可以在单例类中添加如下方法：
private Object readResolve() {
// 对象生成过程
return 单例对象;
}
网友评论