一、设计模式分类
创建型模式
- 单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式结构型模式 - 适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式行为型模式 - 模板方法模式、命令模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式、状态模式、策略模式、职责链模式、访问者模式。二、单例模式
核心作用：保证一个类只有一个实例，并且提供一个访问该实例的全局访问点。
单例模式优点：由于单例模式只生成一个实例，减少系统性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置文件，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后永久驻留在内存的方式解决。
常见的五种单例模式实现方式：
饿汉式（线程安全，调用效率高。但是不能延时加载）
懒汉式（线程安全，调用效率不高。但是可以延时加载）
双层检测锁式（由于JVM底层内部模型原因，偶尔出现问题，不建议使用）
静态内部类式（线程安全、调用效率高，可以延时加载）
枚举单例（线程安全，调用效率高，不能延时加载，天然的防止反射和反序列化漏洞）
1、饿汉式
/** * 饿汉式单例模式 * static 变量会在类加载时初始化。JVM保证只会加载一次该类, 肯定不会发生并发访问的问题 */public class SingleDemo1{ // 类初始化时加载这个对象 private static /*final*/ SingleDemo1 INSTANCE = new SingleDemo1(); // 构造方法私有 private SingleDemo1() {} // 方法没有同步, 调用效率高 public static SingleDemo1 getInstance() { return INSTANCE; }}
2、懒汉式
/** * 懒汉式 * 延时加载, 资源利用率高； * getInstance() 增加同步方法, 调用效率低 */public class SingleDemo2{ private static SingleDemo2 singleDemo2; // 构造方法私有化 private SingleDemo2() {} // 加synchronized方法同步, 调用效率低 public static synchronized SingleDemo2 getInstance() { if(null == singleDemo2) { singleDemo2 = new SingleDemo2(); } return singleDemo2; }}
3、双重检测锁模式
4、静态内部类实现单例模式
/** * 静态内部类实现单例模式 * 线程安全, 懒加载, 调用效率高 */public class SingleDemo3{ // 静态内部类 private static class SingleDemoInner { //类初始化时加载, static final 保证内存中只有一个这样实例存在, 而且只能被赋值一次 private static final SingleDemo3 INSTANCE = new SingleDemo3(); } // 构造方法私有化 private SingleDemo3() {} // 没有同步, 调用效率高 public static SingleDemo3 getInstance() { return SingleDemoInner.INSTANCE; }} 5、枚举类
/** * 枚举类实现单例模式 (不能延时加载) * 枚举是天然的单例, 由JVM从根本上提供保障; * 避免通过反射和反序列化的漏洞! */public enum SingleDemo4{ // 定义一个枚举的元素, 它就代表了Singleton的一个实例 INSTANCE; //单例可以有自己的操作 public void singletonOperation() { //功能处理 }}
6、使用反射或反序列化可以破解上面的懒汉式、饿汉式、双重检测锁模式（不建议使用）、静态内部类式实现的单例。
（1）测试反射破解：
/** * 测试反射破解 */public class MainTest{ public static void main(String[] args) throws Exception { // 通过反射方式构造多个对象 Class clazz = (Class ) Class.forName("com.yufeng.single.SingleDemo1"); Constructor constructor= clazz.getDeclaredConstructor(null); constructor.setAccessible(true); //跳过权限检查 SingleDemo1 demo3 = constructor.newInstance(); SingleDemo1 demo4 = constructor.newInstance(); System.out.println(demo3); System.out.println(demo4); }} 结果：
com.yufeng.single.SingleDemo1@14ae5a5
com.yufeng.single.SingleDemo1@7f31245a（2）测试反序列化破解（SingleDemo1 实现 Serializable 接口）
/** * 测试反序列化破解 */public class MainTest{ public static void main(String[] args) throws Exception { // 通过反序列化构造多个对象 SingleDemo1 a1 = SingleDemo1.getInstance(); //序列化的类要实现 Serializable 接口 System.out.println(a1); //序列化 FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:/a.txt"); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos); oos.writeObject(a1); oos.close(); fos.close(); //反序列化 FileInputStream fis = new FileInputStream("d:/a.txt"); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis); SingleDemo1 a2 = (SingleDemo1) ois.readObject(); System.out.println(a2); }}
解决反射和反序列化破解单例的问题
以懒汉式为例，如下：
/** * 解决反射和反序列化破解单例的问题 */public class SingleDemo5 implements Serializable{ private static /*final*/ SingleDemo5 INSTANCE = new SingleDemo5(); // 构造方法私有 private SingleDemo5() { //防止反射破坏单例 可以在构造方法中手动抛出异常，解决反射破解的问题 if(null != INSTANCE) { throw new RuntimeException("单例模式, 不可使用反射创建实例."); } } // 方法没有同步, 调用效率高 public static SingleDemo5 getInstance() { return INSTANCE; } // 可以通过readResolve()方法防止反序列获得到不同的对象 // 反序列化时, 若定义了readReolve()方法, 直接返回此方法指定的对象, 而不需要再单独创建新对象 private Object readResolve() throws ObjectStreamException { return INSTANCE; }}
三、五种实现方式在多线程下的效率
