一、什么是Singleton？

《設(shè)計(jì)模式》的作者、Eclipse和 Junit 的開(kāi)發(fā)者 Erich Gamma 在它的理論體系中將 Singleton 定義為僅僅被實(shí)例化一次的類。在當(dāng)今面向?qū)ο蟪绦虻膶?shí)際開(kāi)發(fā)中，Singleton 通常被用來(lái)代表一個(gè)無(wú)狀態(tài)的對(duì)象，例如函數(shù)和那些本質(zhì)上唯一的系統(tǒng)組件。

值得注意的是，使類成為 Singleton 會(huì)使得它的客戶端測(cè)試變得非常困難，因?yàn)槲覀儾豢赡芙oSingleton替換模擬實(shí)現(xiàn)，除非我們實(shí)現(xiàn)一個(gè)充當(dāng)其類型的接口。

實(shí)現(xiàn) Singleton 有三種常見(jiàn)方法，他們或是保持構(gòu)造器私有并導(dǎo)出公有的靜態(tài)成員，或是聲明一個(gè)包含單個(gè)元素的枚舉類型。

二、Singleton實(shí)現(xiàn) —— 構(gòu)造器私有

1、公有靜態(tài)成員為一個(gè)final域

//Singleton with public final field public class Elvis { public static final Elvis INSTANCE = new Elvis(); pritvate Elvis() { ... } public void leaveTheBuilding() { ... }}

在這個(gè)類中，我們僅僅擁有一個(gè)私有的構(gòu)造器，它也只在初始化final域時(shí)被調(diào)用一次。由于缺少可以使用的構(gòu)造器，后續(xù)的程序無(wú)法再創(chuàng)建 Elvis 對(duì)象。這保證了在該Java程序的整個(gè)生命周期中， Elvis 對(duì)象有且只有一個(gè)存在。

但需要注意的是，一些高權(quán)限的客戶端可以借助 AccessibleObject.setAccessible 方法通過(guò)反射機(jī)制調(diào)用私有的構(gòu)造器。為了避免這樣的可能的攻擊，可以修改構(gòu)造器，讓它在被要求創(chuàng)建第二個(gè)實(shí)例的時(shí)候拋出異常。

公有域方法的主要優(yōu)勢(shì)在于，API很清楚地表明了這個(gè)類是一個(gè) Singleton ，畢竟這是一個(gè)公有的靜態(tài)屬性。另外，這個(gè)方法要更加簡(jiǎn)單。

2、公有靜態(tài)成員為一個(gè)靜態(tài)工廠方法

//Singleton with static factorypublic class Elvis { private static final Elvis INSTANCE = new Elvis(); pritvate Elvis() { ... } public static Elvis getInstance(){ return INSTANCE; } public void leaveTheBuilding(){ ... }}

顯然，無(wú)論怎樣調(diào)用 getInstance 方法，返回的都是同一個(gè)對(duì)象的引用。注意上面提示的反射攻擊問(wèn)題依然存在。

靜態(tài)工廠方法有三大優(yōu)勢(shì)

第一，它提供了更多的靈活性，在不改變API的前提下，我們可以輕易地自由調(diào)整這個(gè)類是否是Singleton。工廠方法返回該類的唯一實(shí)例，但它很容易修改成別的樣子，例如為每個(gè)調(diào)用該方法的線程提供唯一實(shí)例。 第二，如果程序需要，我們可以編寫(xiě)一個(gè)泛型 Singleton 工廠。 第三，我們可以通過(guò)方法引用作為提供者，比如 Elvis::instance 就是一個(gè) Supplier< Elvis >

（注：方法引用是Java8的一個(gè)新特性）

除非我們需要上述的其中一種優(yōu)勢(shì)，我們還是應(yīng)該選擇更簡(jiǎn)單易懂的使用公有域的方法。

3、將利用上述方法實(shí)現(xiàn)的Singleton類變?yōu)榭尚蛄谢?/b>

使用上述兩種方法實(shí)現(xiàn)的 Singleton ，要把他們變成可序列化的，不能僅僅在聲明中加上 implements Serializable 。為了維護(hù)并保證 Singleton ，我們必須生命所有實(shí)例域都是瞬時(shí)的，并提供一個(gè) readResolve 方法。否則在我們每次序列化時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)例。為了防止這種情況，我們要在 Elvis 類中加入如下這樣的 readResolve 方法。

//readResolve method to preserve singleton property private Object readResolve(){ //Return the one true Elvis and let the garbage collector take care of the Elvis impersonator return INSTANCE; }三、Singleton實(shí)現(xiàn) —— 聲明包含單個(gè)元素的枚舉類型

//Enum singleton - the preferred approachpublic enum Elvis{ INSTANCE; public void leaveTheBuilding(){ ... }}

這種方法在功能上與公有域方法相似，但更加簡(jiǎn)潔，無(wú)償?shù)靥峁┝诵蛄谢瘷C(jī)制，絕對(duì)防止多次實(shí)例化，即使是在面對(duì)復(fù)雜的序列化或者反射攻擊的時(shí)候。 雖然這種方法還沒(méi)有廣泛采用，但是單元素的枚舉類型經(jīng)常成為實(shí)現(xiàn) Singleton 的最佳方法。 注意，如果 Singleton 必須擴(kuò)展一個(gè)超類，而不是擴(kuò)展 Enum 的時(shí)候，則不宜使用這個(gè)方法（雖然可以聲明枚舉去實(shí)現(xiàn)接口）。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Java中Singleton的3種實(shí)現(xiàn)方式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java Singleton實(shí)現(xiàn)方式內(nèi)容請(qǐng)搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)！