設(shè)計模式-單例模式（Singleton Pattern）

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單例模式：一個類僅有一個實例译秦，并提供一個訪問它的全局訪問點。

優(yōu)點：減少代碼冗余、提高代碼復(fù)用性荠耽、安全性追逮、隱藏真實角色逊桦、非入侵泣栈、節(jié)約內(nèi)存絮姆、重復(fù)利用
缺點：線程安全問題，數(shù)量很多的話容易導(dǎo)致內(nèi)存泄露

應(yīng)用場景

spring IOC容器
線程池（數(shù)據(jù)庫秩霍、多線程）
枚舉、常量類
配置文件常量
日志
HttpApplication蚁阳、servlet
windows系統(tǒng)的任務(wù)管理器铃绒、回收站、網(wǎng)站計數(shù)器螺捐、顯卡驅(qū)動颠悬、打印機等

單例優(yōu)缺點

優(yōu)點：
a、防止其他對象自身的實例化定血，保證所有的對象都訪問一個實例
b赔癌、類在實例化進(jìn)程上有一定的伸縮性
c、提供了對唯一實例的受控訪問
d澜沟、節(jié)約系統(tǒng)創(chuàng)建和銷毀對象的資源
e灾票、允許對共享資源的多重占用

缺點：
a、不適用于變化的對象
b茫虽、沒有抽象層刊苍，所以擴展難度很大
c、職責(zé)過重濒析，違背了單一職責(zé)原則
d正什、濫用容易導(dǎo)出溢出或丟失情況

單例模式的種類

第一個if是判斷實例對象是否存在，針對讀寫都有的操作号杏。
第二個if是對同時進(jìn)行初始化操作的多個線程進(jìn)入鎖狀態(tài)的再次判斷婴氮，如果前面已經(jīng)有創(chuàng)建過的話，將不再實例化，徹底解決單例問題主经。

靜態(tài)內(nèi)部類方式與雙重檢驗鎖的區(qū)別
雙重檢驗鎖是采用了懶漢式并且只針對寫操作加了鎖荣暮，保證了線程的安全又加快了讀的操作。但如果多線程進(jìn)來的時候旨怠，寫操作會存在阻塞的現(xiàn)象渠驼，效率不高。

靜態(tài)內(nèi)部類是在使用時才會被初始化鉴腻，但內(nèi)部類又使用了餓漢式的模式迷扇，所以既擁有餓漢式的線程安全，又支持懶漢式的資源不浪費爽哎，不存在線程阻塞的情況蜓席，比雙重檢驗鎖更加的高效。

單例模式創(chuàng)建方式如何選擇

如果不需要延遲加載單例课锌，可以使用枚舉或者餓漢式厨内，相對來說枚舉性好于餓漢式。
如果需要延遲加載渺贤，可以使用靜態(tài)內(nèi)部類或者懶漢式雏胃，相對來說靜態(tài)內(nèi)部類好于懶漢式。

單例模式如何破壞

a志鞍、利用反射機制瞭亮，通過declaredConstructors.setAccessible(true);方法即可破解構(gòu)造函數(shù)私有化的缺陷

Class<?> classInfo = Class.forName("com.jgspx.singleton.crack.regex.RegixObject");
Constructor declaredConstructors = classInfo.getDeclaredConstructor();
declaredConstructors.setAccessible(true);
Object o = declaredConstructors.newInstance();

破解：在構(gòu)造函數(shù)里判斷如果已經(jīng)實例化的話就拋出異常，防止多次被實例化

public class RegixObject {
    /**
     * 如果是餓漢式固棚，則反射機制調(diào)用構(gòu)造函數(shù)的時候就會報錯
     */
    private static RegixObject regixObject = new RegixObject();

    public static  RegixObject getInstance(){
        /**
         * 如果是懶漢式统翩，先利用反射，然后代碼調(diào)用此洲，則構(gòu)造函數(shù)里加上判斷也沒用
         */
        if(regixObject==null){
            regixObject = new RegixObject();
        }
        return regixObject;
    }
    private RegixObject(){
        //加上這一句話厂汗，可破解多次初始化的情況
        if(regixObject!=null){
            throw new RuntimeException("初始化已執(zhí)行過");
        }
    }
}

b、利用序列化呜师，將序列化后的結(jié)果存入硬盤娶桦，然后再次反序列化，等到的結(jié)果就和原先的不一致

序列化：將存放在內(nèi)存中的對象信息序列操作后變成可以存放在硬盤的數(shù)據(jù)汁汗。
反序列化：將硬盤上的數(shù)據(jù)解析后放入到內(nèi)存中趟紊。

public static void main(String[] args) throws Exception{
    User instance = User.getInstance();
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("./user.obj");
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
    oos.writeObject(instance);
    oos.flush();
    oos.close();

    FileInputStream fis = new FileInputStream("./user.obj");
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
    User singleton2 = (User) ois.readObject();
    System.out.println(singleton2==instance);
}

破解：在原有類中增加方法readResolve（）

public class User implements Serializable {
    public static User user = new User();

    public static User getInstance(){
        return  user;
    }

    //返回序列化獲取對象 ，保證為單例
    public Object readResolve() {
        return user;
    }
}

ObjectInputStream
case TC_OBJECT:return checkResolve(readOrdinaryObject(unshared)); *
ObjectStreamClass desc = readClassDesc(false);---獲取當(dāng)前類的超類（沒有實現(xiàn)Serializable的）碰酝。eg：User extend A霎匈，且A沒有實現(xiàn)Serializable，則desc=A.class送爸，否則desc=Object.class
if (desc.hasReadResolveMethod()){Object rep = desc.invokeReadResolve(obj);}

最強單例模式--枚舉

a. 枚舉單例源碼

public enum  SingleV6 {
    TT;

    SingleV6(){
        System.out.println("我是無參構(gòu)造函數(shù)被執(zhí)行到了");
    }

    public void add(){
        System.out.println("添加操作被啟動");
    }
}

b. 枚舉單例反編譯后的代碼

public final class SingleV6 extends Enum
{

    public static SingleV6[] values()
    {
        return (SingleV6[])$VALUES.clone();
    }

    public static SingleV6 valueOf(String name)
    {
        return (SingleV6)Enum.valueOf(com/jarye/singleton/v6/SingleV6, name);
    }

    private SingleV6(String s, int i)
    {
        super(s, i);
        System.out.println("\u6211\u662F\u65E0\u53C2\u6784\u9020\u51FD\u6570\u88AB\u6267\u884C\u5230\u4E86");
    }

    public void add()
    {
        System.out.println("\u6DFB\u52A0\u64CD\u4F5C\u88AB\u542F\u52A8");
    }

    public static final SingleV6 TT;
    private static final SingleV6 $VALUES[];

    static 
    {
        TT = new SingleV6("TT", 0);
        $VALUES = (new SingleV6[] {
            TT
        });
    }
}

枚舉類型其實就是class類铛嘱，繼承于Enum類暖释，內(nèi)置了name、ordinal和values方法墨吓，且沒有默認(rèn)的無參構(gòu)造函數(shù)球匕。
A、底層轉(zhuǎn)換類繼承Enum
B帖烘、使用靜態(tài)代碼快方式亮曹，當(dāng)靜態(tài)代碼快執(zhí)行的時候初始化該對象

c. 枚舉單例無法被破解的原因

無參方式破解

Class<?> classInfo = Class.forName("com.jarye.singleton.v6.SingleV6");
Constructor<?> declaredConstructor = classInfo.getDeclaredConstructor();
declaredConstructor.setAccessible(true);
declaredConstructor.newInstance();

參照源碼的有參方式破解

Class<?> classInfo2 = Class.forName("com.jarye.singleton.v6.SingleV6");
Constructor<?> declaredConstructor2 = classInfo2.getDeclaredConstructor(String.class,Integer.class);
declaredConstructor2.setAccessible(true);
declaredConstructor2.newInstance("zhangsan",3);

d. 序列化破解失敗原因

Singleton06 instance = Singleton06.INSTANCE;
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("./a.txt");
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
        Singleton06 singleton3 = Singleton06.INSTANCE;
        oos.writeObject(singleton3);
        oos.close();
        fos.close();
        System.out.println("----------從硬盤中反序列化對象到內(nèi)存中------------");
        //2.從硬盤中反序列化對象到內(nèi)存中
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("./a.txt"));
        /**
         * 方法點進(jìn)去后可查看：
         * case TC_ENUM:
         *                     return checkResolve(readEnum(unshared));
         *   readEnum走的是：Enum<?> en = Enum.valueOf((Class)cl, name);
         *   最后是從map中取出的值
         *   Map<String, T> enumConstantDirectory
         *
         */
        // 從新獲取一個新的對象
        Singleton06 singleton4 = (Singleton06) ois.readObject();
        System.out.println(instance == singleton4);