设计模式之———单例模式的问题及效率比较

来源：互联网发布：centos owncloud 安装编辑：程序博客网时间：2024/05/17 22:54

1. 出现问题（枚举式单例除外）

-使用反射生成多个单例对象
- 使用序列化反序列化生成多个单例对象

2. 问题展示及解决方法（以饿汉式为例）

2.1 反射实现

public class SingletonDemo6 {    // 类初始化时，立即加载这个对象（没有延迟加载的优势），加载类时，天然的线程安全    private static SingletonDemo6 instance = new SingletonDemo1();    // 私有构造器    private SingletonDemo6() {}    // 方法不用同步，调用效率高    public static SingletonDemo6 getInstance() {        return instance;    }}// 饿汉式测试反射问题类public class Test {    public static void main(String[] args) {        // 正常测试        System.out.println(SingletonDemo6.getInstance());        System.out.println(SingletonDemo6.getInstance());        // 反射测试        Class<SingletonDemo6> clazz = (Class<SingletonDemo6>) Class.forName("com.design.singleton.SingletonDemo6");        Constructor<SingletonDemo6> con = clazz.getDeclaredConstructor(null);        con.setAccessible(true); // 设置构造函数的访问权限，必须有        System.out.println(con.newInstance());        System.out.println(con.newInstance());    }}

    测试结果：    com.design.singleton.SingletonDemo6@311e170c    com.design.singleton.SingletonDemo6@311e170c    com.design.singleton.SingletonDemo6@2e7b2e05    com.design.singleton.SingletonDemo6@190a621a

2.2 反射的解决方法

在调用构造方法时，先判断实例是否存在，如果已存在则不允许再创建新的对象

public class SingletonDemo6 {    ...    // 修改私有构造器    private SingletonDemo6() {        if(instance != null) {            throw new RuntimeException();        }    }    ...}

2.3 反序列化实现

public class SingletonDemo6 implements Serializable {    ...}// 反序列化测试public class Test {    public static void main(String[] args) {        // 正常测试        SingletonDemo6 s1 = SingletonDemo6.getInstance();        SingletonDemo6 s2 = SingletonDemo6.getInstance();        System.out.println(s1);         System.out.println(s2);         // 反序列化测试        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:\\a.txt"));        oos.writeObject();        oos.close();        ObjectInputeStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:\\a.txt"));        SingletonDemo6 s3 = (SingletonDemo6) ois.readObject();        ois.close();        System.out.println(s3);   }}

    结果：    com.design.singleton.SingletonDemo6@6c0267a    com.design.singleton.SingletonDemo6@6c0267a    com.design.singleton.SingletonDemo6@2fdb3aac

2.4 反序列化的解决方法

添加一个Object类型的回调方法readResolve()

public class SingletonDemo6 implements Serializable {    ...    // 在反序列化时，直接调用返回对象，而不是返回新的对象    private Object readResolve() {        return instance;    }     ...}

    结果：    com.design.singleton.SingletonDemo6@6c0267a    com.design.singleton.SingletonDemo6@6c0267a    com.design.singleton.SingletonDemo6@6c0267a

3. 不同单例模式的效率比较

3.1 五种单例模式在多线程下的效率比较

CountDownLatch：同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一只等待。
- - countDown()：当前线程调用此方法，则计数器减一。
- - await()：调用此方法会一直阻塞当前线程，直到计数器的值为0。

import java.util.concurrent.CountDownLatch;public class Test3 {    public static void main(String[] args) throws Exception {        int threadCount = 100; // 开启线程个数        final int n = 1000000; // 每个线程执行次数        final CountDownLatch count = new CountDownLatch(threadCount);        long start = System.currentTimeMillis();        for (int i = 0; i < threadCount; i++) {            new Thread(new Runnable() {                @Override                public void run() {                    for (int j = 0; j < n; j++) {                        Object o1 = SingletonDemo1.getInstance();//                      Object o2 = SingletonDemo2.getInstance();//                      Object o3 = SingletonDemo3.getInstance();//                      Object o4 = SingletonDemo4.getInstance();//                      Object o5 = SingletonDemo5.INSTANCE;                    }                    count.countDown();                }            }).start();         }        count.await();        long end = System.currentTimeMillis();        System.out.println("耗时：" + (end - start));    }}

3.2 比较结果（供参考）

单例模式类型时间花费饿汉式 16ms 懒汉式 1161ms 静态内部类式 16ms 枚举式 17ms 双重检测锁式 19ms

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