java程序員最常使用的設(shè)計(jì)模式之單例模式總結(jié)
java虛擬機(jī)之jvm面試關(guān)鍵內(nèi)容總結(jié)
bat大廠面試高頻90題，測(cè)測(cè)你的打幾分
HashMap原理，使用說(shuō)明，源碼驗(yàn)證
Spring AOP和Spring - 動(dòng)態(tài)代理總結(jié)
java程序在jvm類加載順序總結(jié)
SpringMVC 框架介紹
程序員必備的工具HuTool常用功能總結(jié)
1 創(chuàng)建型模式
創(chuàng)建型模式的主要關(guān)注點(diǎn)是“怎樣創(chuàng)建對(duì)象？”，它的主要特點(diǎn)是“將對(duì)象的創(chuàng)建與使用分離”。這樣可以降低系統(tǒng)的耦合度，使用者不需要關(guān)注對(duì)象的創(chuàng)建細(xì)節(jié)。
創(chuàng)建型模式分為：
單例模式
工廠方法模式
抽象工廠模式
原型模式
建造者模式
1.1 單例設(shè)計(jì)模式
單例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)模式之一。這種類型的設(shè)計(jì)模式屬于創(chuàng)建型模式，它提供了一種創(chuàng)建對(duì)象的最佳方式。這種模式涉及到一個(gè)單一的類，該類負(fù)責(zé)創(chuàng)建自己的對(duì)象，同時(shí)確保只有單個(gè)對(duì)象被創(chuàng)建。這個(gè)類提供了一種訪問(wèn)其唯一的對(duì)象的方式，可以直接訪問(wèn)，不需要實(shí)例化該類的對(duì)象。
1.1.1 單例模式的結(jié)構(gòu)
單例模式的主要有以下角色：?jiǎn)卫悺Ｖ荒軇?chuàng)建一個(gè)實(shí)例的類，訪問(wèn)類。使用單例類。
1.1.2 單例模式的實(shí)現(xiàn)
單例設(shè)計(jì)模式分類兩種：
餓漢式：類加載就會(huì)導(dǎo)致該單實(shí)例對(duì)象被創(chuàng)建；
懶漢式：類加載不會(huì)導(dǎo)致該單實(shí)例對(duì)象被創(chuàng)建，而是首次使用該對(duì)象時(shí)才會(huì)創(chuàng)建。
餓漢式-方式1（靜態(tài)變量方式）
說(shuō)明：
該方式在成員位置聲明Singleton類型的靜態(tài)變量，并創(chuàng)建Singleton類的對(duì)象instance。instance對(duì)象是隨著類的加載而創(chuàng)建的。如果該對(duì)象足夠大的話，而一直沒(méi)有使用就會(huì)造成內(nèi)存的浪費(fèi)。
餓漢式-方式2（靜態(tài)代碼塊方式）
說(shuō)明：
該方式在成員位置聲明Singleton類型的靜態(tài)變量，而對(duì)象的創(chuàng)建是在靜態(tài)代碼塊中，也是對(duì)著類的加載而創(chuàng)建。所以和餓漢式的方式1基本上一樣，當(dāng)然該方式也存在內(nèi)存浪費(fèi)問(wèn)題。
懶漢式-方式1（線程不安全）
說(shuō)明：
從上面代碼我們可以看出該方式在成員位置聲明Singleton類型的靜態(tài)變量，并沒(méi)有進(jìn)行對(duì)象的賦值操作，那么什么時(shí)候賦值的呢？當(dāng)調(diào)用getInstance()方法獲取Singleton類的對(duì)象的時(shí)候才創(chuàng)建Singleton類的對(duì)象，這樣就實(shí)現(xiàn)了懶加載的效果。但是，如果是多線程環(huán)境，會(huì)出現(xiàn)線程安全問(wèn)題。
懶漢式-方式2（線程安全）
該方式也實(shí)現(xiàn)了懶加載效果，同時(shí)又解決了線程安全問(wèn)題。但是在getInstance()方法上添加了synchronized關(guān)鍵字，導(dǎo)致該方法的執(zhí)行效果特別低。從上面代碼我們可以看出，其實(shí)就是在初始化instance的時(shí)候才會(huì)出現(xiàn)線程安全問(wèn)題，一旦初始化完成就不存在了。
懶漢式-方式3（雙重檢查鎖）
再來(lái)討論一下懶漢模式中加鎖的問(wèn)題，對(duì)于 getInstance() 方法來(lái)說(shuō)，絕大部分的操作都是讀操作，讀操作是線程安全的，所以我們沒(méi)必讓每個(gè)線程必須持有鎖才能調(diào)用該方法，我們需要調(diào)整加鎖的時(shí)機(jī)。由此也產(chǎn)生了一種新的實(shí)現(xiàn)模式：雙重檢查鎖模式
雙重檢查鎖模式是一種非常好的單例實(shí)現(xiàn)模式，解決了單例、性能、線程安全問(wèn)題，上面的雙重檢測(cè)鎖模式看上去完美無(wú)缺，其實(shí)是存在問(wèn)題，在多線程的情況下，可能會(huì)出現(xiàn)空指針問(wèn)題，出現(xiàn)問(wèn)題的原因是JVM在實(shí)例化對(duì)象的時(shí)候會(huì)進(jìn)行優(yōu)化和指令重排序操作。要解決雙重檢查鎖模式帶來(lái)空指針異常的問(wèn)題，只需要使用 volatile 關(guān)鍵字, volatile 關(guān)鍵字可以保證可見(jiàn)性和有序性。
小結(jié)：
添加 volatile 關(guān)鍵字之后的雙重檢查鎖模式是一種比較好的單例實(shí)現(xiàn)模式，能夠保證在多線程的情況下線程安全也不會(huì)有性能問(wèn)題。
懶漢式-方式4（靜態(tài)內(nèi)部類方式）
靜態(tài)內(nèi)部類單例模式中實(shí)例由內(nèi)部類創(chuàng)建，由于 JVM 在加載外部類的過(guò)程中, 是不會(huì)加載靜態(tài)內(nèi)部類的, 只有內(nèi)部類的屬性/方法被調(diào)用時(shí)才會(huì)被加載, 并初始化其靜態(tài)屬性。靜態(tài)屬性由于被 static 修飾，保證只被實(shí)例化一次，并且嚴(yán)格保證實(shí)例化順序。
說(shuō)明：
第一次加載Singleton類時(shí)不會(huì)去初始化INSTANCE，只有第一次調(diào)用getInstance，虛擬機(jī)加載SingletonHolder并初始化INSTANCE，這樣不僅能確保線程安全，也能保證 Singleton 類的唯一性。
小結(jié)：
靜態(tài)內(nèi)部類單例模式是一種優(yōu)秀的單例模式，是開(kāi)源項(xiàng)目中比較常用的一種單例模式。在沒(méi)有加任何鎖的情況下，保證了多線程下的安全，并且沒(méi)有任何性能影響和空間的浪費(fèi)。
枚舉方式
枚舉類實(shí)現(xiàn)單例模式是極力推薦的單例實(shí)現(xiàn)模式，因?yàn)槊杜e類型是線程安全的，并且只會(huì)裝載一次，設(shè)計(jì)者充分的利用了枚舉的這個(gè)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)單例模式，枚舉的寫法非常簡(jiǎn)單，而且枚舉類型是所用單例實(shí)現(xiàn)中唯一一種不會(huì)被破壞的單例實(shí)現(xiàn)模式。
說(shuō)明：
枚舉方式屬于餓漢式方式。
1.1.3 存在的問(wèn)題
1.1.3.1 問(wèn)題演示
破壞單例模式：
使上面定義的單例類（Singleton）可以創(chuàng)建多個(gè)對(duì)象，枚舉方式除外。有兩種方式，分別是序列化和反射。
序列化反序列化
Singleton類：
Test類：
上面代碼運(yùn)行結(jié)果是false，表明序列化和反序列化已經(jīng)破壞了單例設(shè)計(jì)模式。
反射
Singleton類：
Test類：
上面代碼運(yùn)行結(jié)果是false，表明序列化和反序列化已經(jīng)破壞了單例設(shè)計(jì)模式
注意：枚舉方式不會(huì)出現(xiàn)這兩個(gè)問(wèn)題。
1.1.3.2 問(wèn)題的解決
序列化、反序列方式破壞單例模式的解決方法
在Singleton類中添加readResolve()方法，在反序列化時(shí)被反射調(diào)用，如果定義了這個(gè)方法，就返回這個(gè)方法的值，如果沒(méi)有定義，則返回新new出來(lái)的對(duì)象。
Singleton類：
源碼解析：
ObjectInputStream類
? ? ? ? ? ? ?
反射方式破解單例的解決方法
? ??
? ??
說(shuō)明:
這種方式比較好理解。當(dāng)通過(guò)反射方式調(diào)用構(gòu)造方法進(jìn)行創(chuàng)建創(chuàng)建時(shí)，直接拋異常。不運(yùn)行此中操作。
1.1.4 JDK源碼解析-Runtime類
Runtime類就是使用的單例設(shè)計(jì)模式。通過(guò)源代碼查看使用的是哪種單例模式
從上面源代碼中可以看出Runtime類使用的是餓漢式（靜態(tài)屬性）方式來(lái)實(shí)現(xiàn)單例模式的。
使用Runtime類中的方法
java虛擬機(jī)之jvm面試關(guān)鍵內(nèi)容總結(jié)
bat大廠面試高頻90題，測(cè)測(cè)你的打幾分
HashMap原理，使用說(shuō)明，源碼驗(yàn)證
Spring AOP和Spring - 動(dòng)態(tài)代理總結(jié)
java程序在jvm類加載順序總結(jié)
SpringMVC 框架介紹
程序員必備的工具HuTool常用功能總結(jié)
