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Java设计模式中的创建者模式/单例模式是啥？单例模式其中的饿汉式与懒汉式又是啥？又可以用在哪些地方

news 来源：原创 2025/4/28 9:53:36

继续整理记录这段时间来的收获，详细代码可在我的Gitee仓库SpringBoot克隆下载学习使用！

4. 创建者模式

4.1 特点

使用者不需要知道对象的创建细节

4.2 单例模式

4.2.1使用场景

单例类：且仅能创建一个实例类
访问类：使用单例类

4.2.2 创建方式

4.2.2.1 饿汉式

类加载时就会创建单例对象
存在内存浪费问题
静态成员变量

public class SingletonDemo1 {  
    //私有构造函数  
    private SingletonDemo1(){}  
    //类中创建对象  
    private static SingletonDemo1 instance = new SingletonDemo1();  
    //提供访问方式，让外界获取  
    public static SingletonDemo1 getInstance(){  
        return instance;  
    }  
}

测试代码,结果为true

//    获取对象  
    SingletonDemo1 singletonDemo1 =SingletonDemo1.getInstance();  
    SingletonDemo1 singletonDemo2 =SingletonDemo1.getInstance();  
//    判断是否一样  
    System.out.println(singletonDemo1 == singletonDemo2);  
}

静态代码块,测试类似，结果依旧为true

public class SingletonDemo2 {  
    //私有构造函数  
    private SingletonDemo2(){}  
    //类中创建对象  
    private static SingletonDemo2 instance ;  
//    静态代码块赋值对象  
    static {  
        instance = new SingletonDemo2();  
}  
    //提供访问方式，让外界获取  
    public static SingletonDemo2 getInstance(){  
        return instance;  
    }  
}

4.2.2.2 懒汉式

使用对象时才创建对象
线程不安全方式，测试代码类似，单线程结果为true，多线程为false

public class SingletonDemo3 {  
        //私有构造函数  
        private SingletonDemo3(){}  
        //类中创建对象  
        private static SingletonDemo3 instance ;  
    public static SingletonDemo3 getInstance(){  
//        若instance为null,则未创建，创建新对象，否则返回instance  
        if(instance == null)  
            instance = new SingletonDemo3();  
        return instance;  
    }
}

线程安全式，代码仅仅一点改动,测试代码类似，单线程多线程均为true，但执行效率低

	//和之前一样
    public static synchronized SingletonDemo3 getInstance(){  
//        若instance为null,则未创建，创建新对象，否则返回instance  
        if(instance == null)  
            instance = new SingletonDemo3();  
        return instance;  
    }

双重检查锁式，解决效率低下问题，但在多线程下可能会空指针，原因是JVM在实例化对象中会进行优化和指令重排序

	//和之前一样
    public static SingletonDemo4 getInstance(){  
//        若第一次判断instance不为null,不需要抢占锁，直接返回instance  
        if(instance == null)  
        {  
            synchronized (SingletonDemo4.class)  
            {  
//                第二次判断  
                if(instance == null)  
                    instance = new SingletonDemo4();  
            }  
        }  
        return instance;  
    }

改进则是加volatile，比较推荐使用，如图 ![[Pasted image 20221227214947.png]]

静态内部类，JVM加载外部类时不加载静态内部类，只有内部类属性/方法被调用时才会被加载并初始化静态属性结果为true

public class SingletonDemo5 {  
    //私有构造函数  
    private SingletonDemo5(){}  
    //类中创建对象  
    private static class Singleton{  
        private static final  SingletonDemo5 INSTANCE = new SingletonDemo5();  
    }  
    //提供访问方式，让外界获取  
    public static SingletonDemo5 getInstance(){  
        return Singleton.INSTANCE;  
    }  
}

4.2.2.3 枚举式(恶汉式)

4.2.2.3.1 特点

线程安全，只会装载一次，书写简单,唯一一种不会被破坏掉的方式

4.2.2.3.2 代码

public enum SingletonDemo6 {  
    INSTANCE;  
}

测试类似，结果为true

4.2.3 存在问题

4.2.3.1 问题

会破坏单例模式唯一性

4.2.3.2 序列化及反序列化

源代码

public class SingletonDemo7 implements Serializable {  
    //私有构造函数  
    private SingletonDemo7(){}  
    //类中创建对象  
    private static SingletonDemo7 instance = new SingletonDemo7();  
    //提供访问方式，让外界获取  
    public static SingletonDemo7 getInstance(){  
        return instance;  
    }  
}

测试代码，结果两者显示不一样，不是唯一对象，破坏单例模式

public static void readObject() throws Exception  
{  
    ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream("./a.txt"));  
    SingletonDemo7 singletonDemo1 = (SingletonDemo7) objectInputStream.readObject();  
    System.out.println(singletonDemo1);  
    objectInputStream.close();  
}  
public static void writeObject() throws Exception  
{  
    ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("./a.txt"));  
    outputStream.writeObject(SingletonDemo7.getInstance());  
    outputStream.close();  
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
//    writeObject();  
    readObject();  
    readObject();  
}

4.2.3.3 反射

源代码使用懒汉式静态成员变量代码
测试代码

public static void main(String[] args) throws Exception {
//    获取Singleton的字节码对象  
    Class clas = SingletonDemo1.class;  
//    获取无参构造函数对象  
    Constructor declaredConstructors = clas.getDeclaredConstructor();  
//    取消访问检查  
    declaredConstructors.setAccessible(true);  
//    创建singleton对象  
    SingletonDemo1 o = (SingletonDemo1) declaredConstructors.newInstance();  
    SingletonDemo1 o1 = (SingletonDemo1) declaredConstructors.newInstance();  
    System.out.println(o == o1);  
}

4.2.3.4 解决办法

4.2.3.4.1 序列化与反序列化

在Singleton类中添加readsolve()方法
如图

4.2.3.4.2 反射

加boolean 判断
如图

4.2.4 Runtime

4.2.4.1 特点

使用单例模式来进行对象创建
具体是饿汉式的静态成员变量，如图

4.2.4.2 简单使用

测试代码

public static void main(String[] args) throws Exception {
//    获取对象  
    Runtime runtime = Runtime.getRuntime();  
//    执行控制台命令 ipconfig    Process process = runtime.exec("ipconfig");  
//    获取文件输入流  
    InputStream inputStream = process.getInputStream();  
//    创建字节数组接收  
    byte[] bytes = new byte[1024*1024*100];  
//    获取最终长度  
    int read = inputStream.read(bytes);  
//    将字节数组转换为字符串  
    System.out.println(new String(bytes,0,read,"GBK"));  
}