Spring中常见的设计模式——单例模式
皮肤黝黑的小白 人气:0一、单例模式的应用场景
单例模式（singleton Pattern）是指确保一个类在任何情况下都绝对只有一个实例，并提供一个全局访问点。J2EE中的ServletContext,ServletContextConfig等；Spring中的ApplicationContext、数据库连接池等。
二、饿汉式单例模式
饿汉式单例模式在类加载的时候就立即初始化，并且创建单例对象。它是绝对的线程安全、在线程还没出现以前就实现了，不可能存在访问安全问题。
优点：没有增加任何锁，执行效率高，用户体验比懒汉式好。
缺点：类加载的时候就初始化了，用不用都进行，浪费内存。
Spring 中IoC容器ApplocationContext本身就是典型的饿汉式单例模式：
public class HungrySingleton {
private static final HungrySingleton h = new HungrySingleton();
private HungrySingleton() {
}
public static HungrySingleton getInstance() {
return h;
}
}
饿汉式单例模式适用于单例对象较少的情况。
三、懒汉式单例模式
被外部调用才会加载：
public class LazySimpleSingleton {
private LazySimpleSingleton() {
}
private static LazySimpleSingleton lazy = null;
public static LazySimpleSingleton getInstance() {
if (lazy == null) {
lazy = new LazySimpleSingleton();
}
return lazy;
}
}
利用线程创建实例：
public class ExectorThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
LazySimpleSingleton simpleSingleton = LazySimpleSingleton.getInstance();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + simpleSingleton);
}
}
客户端代码：
public class LazySimpleSingletonTest {
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(new ExectorThread());
Thread t2 = new Thread(new ExectorThread());
t1.start();
t2.start();
System.out.println("END");
}
}
结果：
END Thread-1:singleton.Lazy.LazySimpleSingleton@298c37fd Thread-0:singleton.Lazy.LazySimpleSingleton@6ebc1cfd
可以看到 产生的两个实例的内存地址不同说明产生了两个实例，大家可以通过以下打断点的方式实现不同Thread运行状态见进行切换。
要解决线程问题第一反应是加 synchronized 加在创建实例的地方：public static synchronized LazySimpleSingleton getInstance()，但当线程数量较多时，用Synchronized加锁，会使大量线程阻塞，就需要更好的解决办法：
public static LazySimpleSingleton getInstance() {
if (lazy == null) {
synchronized (LazySimpleSingleton.class) {
if (lazy == null) {
lazy = new LazySimpleSingleton();
}
}
}
return lazy;
}
synchronized (lock) lock这个对象就是 “锁”,当两个并行的线程a,b,当a先进入同步块，即a先拿到lock对象，这时候a就相当于用一把锁把synchronized里面的代码锁住了，现在只有a才能执行这块代码，而b就只能等待a用完了lock对象锁之后才能进入同步块。但是用到 synchronized 总归是要上锁的，对性能还是有影响，那就用这种方式：用内部类的方式进行懒加载。
public class LazyInnerClassSingleton {
private LazyInnerClassSingleton() {
}
private static final LazyInnerClassSingleton getIngestance() {
return LazyHolder.LAZY;
}
private static class LazyHolder {
private static final LazyInnerClassSingleton LAZY = new LazyInnerClassSingleton();
}
}
内部类在LazyInnerClassSingleton类加载时加载，解决了饿汉式的性能问题，LazyInnerClassSingleton在内部类加载时，getIngestance（）方法被调用之前实例化，解决了线程不安全问题。
四、反射破坏单例
public class LazyInnerClassSingletonTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class<?> clazz = LazyInnerClassSingleton.class;
//通过反射回去私有构造方法
Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(null);
//强制访问
constructor.setAccessible(true);
//暴力初始化
Object o1 = constructor.newInstance();
//创建两个实例
Object o2 = constructor.newInstance();
System.out.println("o1:" + o1);
System.out.println("o2:" + o2);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
结果：
o1:singleton.Lazy.LazyInnerClassSingleton@1b6d3586 o2:singleton.Lazy.LazyInnerClassSingleton@4554617c
创建了两个实例，违反了单例，现在在构造方法中做一些限制，使得多次重复创建时，抛出异常：
private LazyInnerClassSingleton() {
if (LazyHolder.class != null) {
throw new RuntimeException("不允许创建多个实例");
}
}
这应该就是最好的单例了，哈哈哈。
五、注册式单例模式
注册式单例模式又称为登记式单例模式，就是将每个实例都登记到某个地方，使用唯一标识获取实例。注册式单例模式有两种：枚举式单例模式、容器式单例模式。注册式单例模式主要解决通过反序列化破坏单例模式的情况。
1.枚举式单例模式
public enum EnumSingleton {
INSTANCE;
private Object data;
public Object getData() {
return data;
}
public void steData(Object data) {
this.data = data;
}
public static EnumSingleton getInstance() {
return INSTANCE;
}
}
测试代码：
public class EnumSingletonTest {
public static void main(String[] args) {
try {
EnumSingleton instance1 = EnumSingleton.getInstance();
EnumSingleton instance2 = null;
instance1.steData(new Object());
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("EnumSingleton.obj");
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
oos.writeObject(instance1);
oos.flush();
oos.close();
FileInputStream fis = new FileInputStream("EnumSingleton.obj");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
instance2 = (EnumSingleton) ois.readObject();
ois.close();
System.out.println(instance1.getData());
System.out.println(instance2.getData());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
结果：
java.lang.Object@568db2f2 java.lang.Object@568db2f2
那枚举式单例是如何解决反序列化得问题呢？
通过反编译，可以在EnumSingleton.jad文件中发现static{} 代码块，枚举式单例模式在静态代码块中给INSTANCE进行了赋值，是饿汉式单例模式的实现。查看JDK源码可知，枚举类型其实通过类名和类对象找到一个唯一的枚举对象。因此，枚举对象不可能被类加载器加载多次。
当你试图用反射破坏单例时，会报 Cannot reflectively create enum objects ,即不能用反射来创建枚举类型。进入Customer的newInstance(),其中有判断：如果修饰符是Modifier.ENUM，则直接抛出异常。JDK枚举的语法特殊性及反射也为美剧保驾护航，让枚举式单例模式成为一种比较优雅的实现。
2.容器式单例
public class ContainerSingleton {
private ContainerSingleton() {
}
private static Map<String, Object> ioc = new ConcurrentHashMap<>();
public static Object getBean(String className) {
synchronized (ioc) {
if (!ioc.containsKey(className)) {
Object o = null;
try {
o = Class.forName(className).newInstance();
ioc.put(className, o);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return o;
} else {
return ioc.get(className);
}
}
}
}
spring中使用的就是容器式单例模式。
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