設計模式-單列模式及原型模式

簡介： 單例模式是很是經典的高頻面試題，文章主要闡述單例模式的應用場景、IDEA 環境下的多線程調試方式、保證線程安全的單例模式策略、反射暴力攻擊單例解決方案及原理分析、序列化破壞單例的原理及解決方案、常見的單例模式寫法等方面來全面的解析單列模式的細節。

1. 單列模式

1.1 單列模式定義

• 單例模式（Singleton Pattern）是指確保一個類在任何狀況下都絕對只有一個實例，並提供一個全局訪問點
• 隱藏其全部的構造方法
• 單例模式是建立型模式

1.2 適用場景

• 確保任何狀況下都絕對只有一個實例
• ServletContext 、ServletContextConfig 等；在Spring 框架應用中ApplicationContext；數據庫的鏈接池也都是單例形式。

1.3 單例模式常見的寫法

單例模式主要包含如下幾種寫法：

• 餓漢式單例
• 懶漢式單例
• 註冊式單例
• ThreadLocal單例

餓漢式單例

餓漢式單例是在類加載時候就馬上初始化，而且建立單例對象，有着絕對的線程安全性，由於在線程還未出現以前就已經被建立了，因此不存在訪問線程安全性

優勢：

• 沒有加任何的鎖、執行效率比較高，在用戶體驗上來講，比懶漢式更好

缺點：

• 類加載的時候就初始化，無論用與不用都佔着空間，浪費了內存

代碼實現：

public class HungrySingleton {

    private HungrySingleton(){

    }

    private static HungrySingleton hungrySingleton = new HungrySingleton();

    public static HungrySingleton getHungrySingleton() {
        return hungrySingleton; 

    }

}

咱們也能夠採用靜態代碼塊來實現：

public class HungryStaticSingleton {

    private static final HungryStaticSingleton hungryStaticSingleton;

    static {
        hungryStaticSingleton = new HungryStaticSingleton(); 

    }

    private HungryStaticSingleton(){

    }

    public static HungryStaticSingleton getHungryStaticSingleton() {
        return hungryStaticSingleton; 

    }

}

上述兩種寫法都很是簡單，餓漢式適用的場景通常是單例對象比較少的狀況，在這基礎上咱們下面看一下性能更優的寫法。

懶漢式單例

被外部類調用的時候內部類纔會加載，會出現線程安全問題

代碼實現：

實現單例類 LazySimpleSingleton ：

public class LazySimpleSingleton {

    private LazySimpleSingleton(){}

    private static LazySimpleSingleton lazySimpleSingleton = null;

    public static LazySimpleSingleton getLazySimpleSingleton() {
        if (lazySimpleSingleton == null){
            lazySimpleSingleton = new LazySimpleSingleton(); 
        }
        return lazySimpleSingleton; 

    }

}

咱們編寫線程測試類：

public class LazySimpleSingletonTest {

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(()->{
            LazySimpleSingleton lazySimpleSingleton = LazySimpleSingleton.getLazySimpleSingleton(); 
            System.out.println(lazySimpleSingleton); 
        }).start(); 
        new Thread(()->{
            LazySimpleSingleton lazySimpleSingleton = LazySimpleSingleton.getLazySimpleSingleton(); 
            System.out.println(lazySimpleSingleton); 
        }).start(); 

    }

}

正常狀況下輸出的兩個對象是相同的，也是單例， 可是會存在輸出不一樣的狀況，也就是說出現線程安全問題，這裏咱們用 IDEA 的調試功能來進一步的詳細看看各個線程的執行狀況

用線程模式調試，手動控制線程的執行順序來跟蹤內存的變化狀態。先給線程內容打上斷點：

本文由AnonyStar 發佈,可轉載但需聲明原文出處。
仰慕「優雅編碼的藝術」 堅信熟能生巧，努力改變人生
歡迎關注微信公帳號 ：coder簡碼 獲取更多優質文章
更多文章關注筆者博客 ： IT簡碼