你的位置:首页 > ASP.net教程

[ASP.net教程]Java中的GOF23(23中设计模式)


Java中的GOF23(23中设计模式)--------- 单例模式(Singleton)

    在Java这这门语言里面,它的优点在于它本身的可移植性上面,而要做到可移植的话,本身就需要一个中介作为翻译工作,以达到本地和Java的统一,但是就这点而言就相当的消耗资源,所以就Java程序员需要不断的去优化自己的代码。今天所研究的单例模式就是在这样的条件下产生的,

    所谓单例模式,就是只有一个实例,在堆里面只有一个。假如我们的实例,就需要一个,但是会多次用到,这样的话就会出现很尴尬的问题。

    比如:

    1. Windows的TaskManager(任务管理器)就是很典型的只需要一个实例,
    2. Windows的Recycle(回收站)在系统中,回收站只维护一个实例
    3. 在我们的项目里面,会常常使用到读取配置文件的类,
    4. 网站的计数器,一般也采用单例模式,否则难以实现同步
    5. 数据库连接池设计一般也采用单例模式,因为数据库连接是一种数据库资源
    6. 操作系统的文件系统,因为一个操作系统只能有一个文件系统
    7. Application 也是单例模式
    8. Spring中,每个Bean默认就是单例的,这样做的优点是Spring容器可以管理
    9. servlet编程中,每个Servlet也是单例的
    10. 在Spring MVC/struts 1 中,所使用到的控制对象也是单例的

 

    在上述里面我们了解到,单例模式在我们项目中,几乎是天天出现,所以在这里,我们仔细研究一下,这种设计模式的怎么实现最好(说到实现,它的实现我们大多数人只知道有两种,而还有三种模式知道的人不是很多,以及利用反序列化,反射漏洞去强制解除单例)

 

  •   饿汉模式
    •   使用static属性来保持对象的单例模式,但是必须在类加载的时候加载,所以没有延迟实例化的性能
       *             而在得到实例的对象中,没有对资源的同步锁,所以调用效率高
       *             而使用JVM类加载器,JVM底层天然是线程安全的,
    • 优点:线程安全调用率较高
    • 缺点:不能延迟加载
       1 public class Eager_Singleton { 2  3   private static Eager_Singleton singleton = new Eager_Singleton(); 4    5   private Eager_Singleton(){} 6    7   public static Eager_Singleton newInstance(){ 8     return singleton; 9   }10 }

  •   懒汉模式 
    •   依旧使用static属性来保持对象的单例模式,但是在方法里面new出来,当我们去调方法的时候,再去加载,就是懒人,懒得一上来就加载,但是就因为在方法里面实例化,所以我们要在该方法上面使用锁的概念来对他进行同步处理,如果不加锁,那我们在A线程里面去掉用它和在B线程里面去调用它他就不是一个概念了
      •  优点:可以延时加载,并且线程是安全的
      • 缺点:就是方法实现了同步,所以资源的利用率比较低。
/** * 懒汉单例模式 * @author 刘酸酸 * */public class Sluggard_Singleton {  private static Sluggard_Singleton singleton = null;    private Sluggard_Singleton(){}    public synchronized static Sluggard_Singleton newInstance(){    if(singleton == null){      singleton = new Sluggard_Singleton();    }    return singleton;  }}

 

 

  • 双重检测式
    • 将同步块内部下方的代码放至到IF内部
    • 所面临的问题:由于编译器优化等原因JVM底层内部模型的原因,偶尔会出问题,不建议使用。

     

/** * 双重检查锁实现单例模式 * @author 刘酸酸 * */public class DoubleCheck_Singleton {  private static DoubleCheck_Singleton instance = null;  public static DoubleCheck_Singleton getInstance() {   if (instance == null) {    DoubleCheck_Singleton sc;    synchronized (DoubleCheck_Singleton .class) {     sc = instance;     if (sc == null) {      synchronized (DoubleCheck_Singleton .class) {       if(sc == null) {        sc = new DoubleCheck_Singleton ();       }      }      instance = sc;     }    }   }   return instance;  }  private DoubleCheck_Singleton () {  }   }

  • 静态内部类方式实现

    • 该方式是结合懒汉式和饿汉式的优点,

     

/** * 测试静态内部类实现单例模式 * 这种方式:线程安全,调用效率高,并且实现了延时加载! * @author 刘酸酸 * */public class StaticInnerClass{    private static class StaticInnerClass{    private static final StaticInnerClass instance = new StaticInnerClass();  }    private StaticInnerClass(){  }    //方法没有同步,调用效率高!  public static StaticInnerClassgetInstance(){    return StaticInnerClass.instance;  }  }

 

  • 枚举实现
    • 在Java的JVM里面就是一种天然的单例模式,那就是枚举类型,如果使用枚举类型的话会受到JVM底层的保护
      • 比如使用反序列化,和使用反射是不能打破这个原则的

    • 优点:上诉

    • 缺点:不能延迟加载

    

/** * 测试枚举式实现单例模式(没有延时加载) * @author 刘酸酸 * */public enum Enum_Singleton{    //这个枚举元素,本身就是单例对象!  INSTANCE;    //添加自己需要的操作!  public void xxxxx(){  }  }

 

  • 如何防止反序列化,反射破环单例模式(枚举除外)
    • 在反射中如果我们调用了私有的构造器的话,我们就会抛异常,但是会有人跳过合法检测,这样是可以访问到我们的私有构造器的
import java.lang.reflect.Constructor;/** * 测试反射和反序列化破解单例模式 * @author 刘酸酸 * */public class Main{    public static void main(String[] args) throws Exception {        //通过反射的方式直接调用私有构造器    Class<Singleton> clazz = (Class<Singleton>) Class.forName("com.suansuan.singleton.Singleton");    Constructor<Singleton> c = clazz.getDeclaredConstructor(null);    //跳过合法检查    c.setAccessible(true);    Singleton s1 = c.newInstance();    Singleton s2 = c.newInstance();    System.out.println(s1);    System.out.println(s2);
  }
}

    • 反序列化时,我们也不能得到一个对象,所以,下述代码解决这两种问题
      /** * 测试懒汉式单例模式(如何防止反射和反序列化漏洞) * @author 刘酸酸 * */public class Singleton implements Serializable {  //类初始化时,不初始化这个对象(延时加载,真正用的时候再创建)。  private static Singleton instance;     private Singleton (){ //私有化构造器    //反射时,我们作如下操作既可以规避,跳过合法检测的非法访问    if(instance!=null){      throw new RuntimeException();    }  }    //方法同步,调用效率低!  public static synchronized Singleton getInstance(){    if(instance==null){      instance = new Singleton ();    }    return instance;  }    //反序列化时,如果定义了readResolve()则直接返回此方法指定的对象。而不需要单独再创建新对象!  private Object readResolve() throws ObjectStreamException {    return instance;  }  }

       

 

总结:使用枚举去替代饿汉式,使用静态内部类去替代懒汉式

 

第一次写博客,谢谢大家如果有不对的房指出来,我们共同进步,共同发展,谢谢大家