以下属于单例模式的优点的是_三、单例模式详解
4.单例模式详解
4.1.课程目标
1、掌握单例模式的应用场景。
2、掌握IDEA环境下的多线程调试方式。
3、掌握保证线程安全的单例模式策略。
4、掌握反射暴力攻击单例解决方案及原理分析。
5、序列化破坏单例的原理及解决方案。
6、掌握常见的单例模式写法。
4.2.内容定位
1、听说过单例模式，但不知道如何应用的人群。
2、单例模式是非常经典的高频面试题，希望通过面试单例彰显技术深度，顺利拿到Offer的人群。
4.3.单例模式的应用场景
单例模式(SingletonPattern)是指确保一个类在任何情况下都绝对只有一个实例，并提供一个全局访问点。单例模式是创建型模式。单例模式在现实生活中应用也非常广泛，例如，公司CEO、部门经 理 等 。 J2EE 标 准 中 的 ServletContext 、 ServletContextConfig 等 、 Spring 框 架 应 用 中 的 ApplicationContext、数据库的连接池BDPool等也都是单例形式。
4.4.饿汉式单例模式
方法1.静态方法获得私有成员对象
/** * 优点：执行效率高，性能高，没有任何的锁 * 缺点：某些情况下，可能会造成内存浪费 */ public class HungrySingleton { //先静态、后动态 //先属性、后方法 //先上后下 private static final HungrySingleton hungrySingleton = new HungrySingleton(); private HungrySingleton(){} public static HungrySingleton getInstance(){ return hungrySingleton; } }方法2.利用静态代码块与类同时加载的特性生成单例对象
//饿汉式静态块单例模式 public class HungryStaticSingleton { //先静态后动态 //先上，后下 //先属性后方法 private static final HungryStaticSingleton hungrySingleton; //装个B static { hungrySingleton = new HungryStaticSingleton(); } private HungryStaticSingleton(){} public static HungryStaticSingleton getInstance(){ return hungrySingleton; } }类结构图
优缺点
优点：没有加任何锁、执行效率比较高，用户体验比懒汉式单例模式更好。
缺点：类加载的时候就初始化，不管用与不用都占着空间，浪费了内存，有可能“占着茅坑不拉屎”。
源码
Spring中IoC容器ApplicationContext本身就是典型的饿汉式单例模式
4.5.懒汉式单例模式
特点
懒汉式单例模式的特点是：被外部类调用的时候内部类才会加载。
方法1.加大锁
/** * 优点：节省了内存,线程安全 * 缺点：性能低 */ //懒汉式单例模式在外部需要使用的时候才进行实例化 public class LazySimpleSingletion { private static LazySimpleSingletion instance; //静态块，公共内存区域 private LazySimpleSingletion(){} public synchronized static LazySimpleSingletion getInstance(){ if(instance == null){ instance = new LazySimpleSingletion(); } return instance; } } public class ExectorThread implements Runnable { public void run() { LazySimpleSingletion instance = LazySimpleSingletion.getInstance(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + instance); } } public class LazySimpleSingletonTest { public static void main(String[] args) { Thread t1 = new Thread(new ExectorThread()); Thread t2 = new Thread(new ExectorThread()); t1.start(); t2.start(); System.out.println("End"); } }给getInstance()加上synchronized关键字，使这个方法变成线程同步方法：
当执行其中一个线程并调用getInstance()方法时，另一个线程在调用getInstance() 方法，线程的状态由 RUNNING 变成了 MONITOR，出现阻塞。直到第一个线程执行完，第二个线程 才恢复到RUNNING状态继续调用getInstance()方法
线程切换调试
上图完美地展现了 synchronized 监视锁的运行状态，线程安全的问题解决了。但是，用 synchronized加锁时，在线程数量比较多的情况下，如果CPU分配压力上升，则会导致大批线程阻塞， 从而导致程序性能大幅下降。那么，有没有一种更好的方式，既能兼顾线程安全又能提升程序性能呢？ 答案是肯定的。我们来看双重检查锁的单例模式：
方法2.双重检查锁
/** * 优点:性能高了，线程安全了 * 缺点：可读性难度加大，不够优雅 */ public class LazyDoubleCheckSingleton { // volatile解决指令重排序 private volatile static LazyDoubleCheckSingleton instance; private LazyDoubleCheckSingleton() { } public static LazyDoubleCheckSingleton getInstance() { //检查是否要阻塞，第一个instance == null是为了创建后不再走synchronized代码，提高效率。可以理解是个开关。创建后这个开关就关上，后面的代码就不用执行了。 if (instance == null) { synchronized (LazyDoubleCheckSingleton.class) { //检查是否要重新创建实例 if (instance == null) { instance = new LazyDoubleCheckSingleton(); //指令重排序的问题 //1.分配内存给这个对象 //2.初始化对象 //3.设置 lazy 指向刚分配的内存地址 } } } return instance; } } public class ExectorThread implements Runnable { public void run() { LazyDoubleCheckSingleton instance = LazyDoubleCheckSingleton.getInstance(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + instance); } } public class LazySimpleSingletonTest { public static void main(String[] args) { Thread t1 = new Thread(new ExectorThread()); Thread t2 = new Thread(new ExectorThread()); t1.start(); t2.start(); System.out.println("End"); } }当第一个线程调用 getInstance()方法时，第二个线程也可以调用。当第一个线程执行到 synchronized时会上锁，第二个线程就会变成 MONITOR状态，出现阻塞。此时，阻塞并不是基于整 个LazySimpleSingleton类的阻塞，而是在getInstance()方法内部的阻塞，只要逻辑不太复杂，对于 调用者而言感知不到。
但是，用到 synchronized 关键字总归要上锁，对程序性能还是存在一定影响的。难道就真的没有更好的方案吗？当然有。我们可以从类初始化的角度来考虑，看下面的代码，采用静态内部类的方式：
方法3.静态内部类
/* ClassPath : LazyStaticInnerClassSingleton.class LazyStaticInnerClassSingleton$LazyHolder.class 优点：写法优雅，利用了Java本身语法特点，性能高，避免了内存浪费,不能被反射破坏 缺点：不优雅 */ //这种形式兼顾饿汉式单例模式的内存浪费问题和 synchronized 的性能问题 //完美地屏蔽了这两个缺点 //自认为史上最牛的单例模式的实现方式 public class LazyStaticInnerClassSingleton { //使用 LazyInnerClassGeneral 的时候，默认会先初始化内部类 //如果没使用，则内部类是不加载的 private LazyStaticInnerClassSingleton(){ // if(LazyHolder.INSTANCE != null){ // throw new RuntimeException("不允许非法创建多个实例"); // } } //每一个关键字都不是多余的，static 是为了使单例的空间共享，保证这个方法不会被重写、重载 private static LazyStaticInnerClassSingleton getInstance(){ //在返回结果以前，一定会先加载内部类 return LazyHolder.INSTANCE; } //默认不加载 private static class LazyHolder{ private static final LazyStaticInnerClassSingleton INSTANCE = new LazyStaticInnerClassSingleton(); } }这种方式兼顾了饿汉式单例模式的内存浪费问题和 synchronized 的性能问题。内部类一定是要在方法调用之前初始化，巧妙地避免了线程安全问题。由于这种方式比较简单，我们就不带大家一步一步 调试了。
内部类语法特性 ： 内部类用时才加载
4.6.反射破坏单例
public class ReflectTest { public static void main(String[] args) { try { //在很无聊的情况下，进行破坏 Class> clazz = LazyStaticInnerClassSingleton.class; //通过反射获取私有的构造方法 Constructor c = clazz.getDeclaredConstructor(null); //强制访问 c.setAccessible(true); //暴力初始化 Object instance1 = c.newInstance(); //调用了两次构造方法，相当于“new”了两次，犯了原则性错误 Object instance2 = c.newInstance(); System.out.println(instance1); System.out.println(instance2); System.out.println(instance1 == instance2); // Enum }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } } } com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.lazy.LazyStaticInnerClassSingleton@64cee07 com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.lazy.LazyStaticInnerClassSingleton@1761e840 false大家有没有发现，上面介绍的单例模式的构造方法除了加上 private 关键字，没有做任何处理。如 果我们使用反射来调用其构造方法，再调用 getInstance()方法，应该有两个不同的实例。现在来看一 段测试代码，以LazyInnerClassSingleton为例：
显然，创建了两个不同的实例。现在，我们在其构造方法中做一些限制，一旦出现多次重复创建， 则直接抛出异常。所以需要在私有构造方法添加异常：
private LazyStaticInnerClassSingleton(){ if(LazyHolder.INSTANCE != null){ throw new RuntimeException("不允许非法创建多个实例"); } }4.7.序列化破坏单例(扩展知识)
一个单例对象创建好后，有时候需要将对象序列化然后写入磁盘，下次使用时再从磁盘中读取对象 并进行反序列化，将其转化为内存对象。反序列化后的对象会重新分配内存，即重新创建。如果序列化 的目标对象为单例对象，就违背了单例模式的初衷，相当于破坏了单例，来看一段代码：
//反序列化导致破坏单例模式 public class SeriableSingleton implements Serializable { //序列化 //把内存中对象的状态转换为字节码的形式 //把字节码通过IO输出流，写到磁盘上 //永久保存下来，持久化 //反序列化 //将持久化的字节码内容，通过IO输入流读到内存中来 //转化成一个Java对象 // 饿汉式 public final static SeriableSingleton INSTANCE = new SeriableSingleton(); private SeriableSingleton(){} public static SeriableSingleton getInstance(){ return INSTANCE; } // private Object readResolve(){ return INSTANCE;} } public class SeriableSingletonTest { public static void main(String[] args) { SeriableSingleton s1 = null; SeriableSingleton s2 = SeriableSingleton.getInstance(); FileOutputStream fos = null; try { fos = new FileOutputStream("SeriableSingleton.obj"); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos); oos.writeObject(s2); oos.flush(); oos.close(); FileInputStream fis = new FileInputStream("SeriableSingleton.obj"); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis); s1 = (SeriableSingleton)ois.readObject(); ois.close(); System.out.println(s1); System.out.println(s2); System.out.println(s1 == s2); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } 打印结果： com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.seriable.SeriableSingleton@68837a77 com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.seriable.SeriableSingleton@4b6995df false从运行结果可以看出，反序列化后的对象和手动创建的对象是不一致的，实例化了两次，违背了单 例模式的设计初衷。那么，我们如何保证在序列化的情况下也能够实现单例模式呢？其实很简单，只需 要增加readResolve()方法即可。
再看运行结果，如下图所示。
com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.seriable.SeriableSingleton@4b6995df com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.seriable.SeriableSingleton@4b6995df true大家一定会想：这是什么原因呢？为什么要这样写？看上去很神奇的样子，也让人有些费解。不如 我们一起来看看JDK的源码实现以了解清楚。我们进入ObjectInputStream类的readObject()方法， 代码如下：
public final Object readObject() throws IOException, ClassNotFoundException { if (enableOverride) { return readObjectOverride(); } // if nested read, passHandle contains handle of enclosing object int outerHandle = passHandle; try { Object obj = readObject0(false); handles.markDependency(outerHandle, passHandle); ClassNotFoundException ex = handles.lookupException(passHandle); if (ex != null) { throw ex; } if (depth == 0) { vlist.doCallbacks(); } return obj; } finally { passHandle = outerHandle; if (closed && depth == 0) { clear(); } } }我们发现，在readObject()方法中又调用了重写的readObject0()方法。进入readObject0()方法， 代码如下：
private Object readObject0(boolean unshared) throws IOException { ... case TC_OBJECT: return checkResolve(readOrdinaryObject(unshared)); ... }我们看到TC_OBJECT中调用了ObjectInputStream的readOrdinaryObject()方法，看源码：
private Object readOrdinaryObject(boolean unshared) throws IOException { if (bin.readByte() != TC_OBJECT) { throw new InternalError(); } ObjectStreamClass desc = readClassDesc(false); desc.checkDeserialize(); Class> cl = desc.forClass(); if (cl == String.class || cl == Class.class || cl == ObjectStreamClass.class) { throw new InvalidClassException("invalid class descriptor"); } Object obj; try { obj = desc.isInstantiable() ? desc.newInstance() : null; } catch (Exception ex) { throw (IOException) new InvalidClassException( desc.forClass().getName(), "unable to create instance").initCause(ex); } ... return obj; }我们发现调用了ObjectStreamClass的isInstantiable()方法，而isInstantiable()方法的代码如下：
boolean isInstantiable() { requireInitialized(); return (cons != null); }上述代码非常简单，就是判断一下构造方法是否为空，构造方法不为空就返回true。这意味着只要 有无参构造方法就会实例化。
这时候其实还没有找到加上 readResolve()方法就避免了单例模式被破坏的真正原因。再回到 ObjectInputStream的readOrdinaryObject()方法，继续往下看：
private Object readOrdinaryObject(boolean unshared) throws IOException { if (bin.readByte() != TC_OBJECT) { throw new InternalError(); } ObjectStreamClass desc = readClassDesc(false); desc.checkDeserialize(); Class> cl = desc.forClass(); if (cl == String.class || cl == Class.class || cl == ObjectStreamClass.class) { throw new InvalidClassException("invalid class descriptor"); } Object obj; try { obj = desc.isInstantiable() ? desc.newInstance() : null; } catch (Exception ex) { throw (IOException) new InvalidClassException( desc.forClass().getName(), "unable to create instance").initCause(ex); } ... if (obj != null && handles.lookupException(passHandle) == null && desc.hasReadResolveMethod()) { Object rep = desc.invokeReadResolve(obj); if (unshared && rep.getClass().isArray()) { rep = cloneArray(rep); } if (rep != obj) { // Filter the replacement object if (rep != null) { if (rep.getClass().isArray()) { filterCheck(rep.getClass(), Array.getLength(rep)); } else { filterCheck(rep.getClass(), -1); } } handles.setObject(passHandle, obj = rep); } } return obj; }判断无参构造方法是否存在之后，又调用了hasReadResolveMethod()方法，来看代码：
boolean hasReadResolveMethod() { requireInitialized(); return (readResolveMethod != null); }上述代码逻辑非常简单，就是判断 readResolveMethod 是否为空，不为空就返回 true。那么 readResolveMethod是在哪里赋值的呢？通过全局查找知道，在私有方法 ObjectStreamClass()中给 readResolveMethod进行了赋值，来看代码：
private final void requireInitialized() { if (!initialized) throw new InternalError("Unexpected call when not initialized"); }上面的逻辑其实就是通过反射找到一个无参的 readResolve()方法，并且保存下来。现在回到 ObjectInputStream 的 readOrdinaryObject()方法继续往下看，如果 readResolve()方法存在则调用 invokeReadResolve()方法，来看代码：
Object invokeReadResolve(Object obj) throws IOException, UnsupportedOperationException { requireInitialized(); if (readResolveMethod != null) { try { return readResolveMethod.invoke(obj, (Object[]) null); } catch (InvocationTargetException ex) { Throwable th = ex.getTargetException(); if (th instanceof ObjectStreamException) { throw (ObjectStreamException) th; } else { throwMiscException(th); throw new InternalError(th); // never reached } } catch (IllegalAccessException ex) { // should not occur, as access checks have been suppressed throw new InternalError(ex); } } else { throw new UnsupportedOperationException(); } }我们可以看到，在invokeReadResolve()方法中用反射调用了readResolveMethod方法。
通过JDK源码分析我们可以看出，虽然增加 readResolve()方法返回实例解决了单例模式被破坏的 问题，但是实际上实例化了两次，只不过新创建的对象没有被返回而已。如果创建对象的动作发生频率加快，就意味着内存分配开销也会随之增大，难道真的就没办法从根本上解决问题吗？下面讲的注册式单例也许能帮助到你。
为什么添加了readResolve()方法就可以了?
ObjectInputStream源码中，读取文件时写死判断是否有readResolve()方法，有调用这个方法，没有则重新创建对象。
4.8.注册式单例模式
将每一个实例都缓存到统一的容器中，使用唯一表示获取实例。
注册式单例模式又称为登记式单例模式，就是将每一个实例都登记到某一个地方，使用唯一的标识获取实例。注册式单例模式有两种：一种为枚举式单例模式，另一种为容器式单例模式。
方法1. 枚举式单例模式
先来看枚举式单例模式的写法，来看代码，创建EnumSingleton类：
public enum EnumSingleton { INSTANCE; private Object data; public Object getData() { return data; } public void setData(Object data) { this.data = data; } public static EnumSingleton getInstance(){return INSTANCE;} }来看测试代码：
public class EnumSingletonTest { public static void main(String[] args) { EnumSingleton instance = EnumSingleton.getInstance(); instance.setData(new Object()); try { Class clazz = EnumSingleton.class; Constructor c = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class); c.setAccessible(true); System.out.println(c); Object o = c.newInstance(); System.out.println(o); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } java.lang.Object@2acf57e3 java.lang.Object@2acf57e3 true没有做任何处理，我们发现运行结果和预期的一样。那么枚举式单例模式如此神奇，它的神秘之处 在哪里体现呢？下面通过分析源码来揭开它的神秘面纱。
下载一个非常好用的 Java反编译工具 Jad(下载地址：https://varaneckas.com/jad/)，解压后 配置好环境变量(这里不做详细介绍)，就可以使用命令行调用了。找到工程所在的Class目录，复制 EnumSingleton.class 所在的路径，如下图所示。
然后切换到命令行，切换到工程所在的Class目录，输入命令 jad 并在后面输入复制好的路径，在 Class 目录下会多出一个 EnumSingleton.jad 文件。打开 EnumSingleton.jad 文件我们惊奇地发现有 如下代码：
static { INSTANCE = new EnumSingleton("INSTANCE", 0); $VALUES = (new EnumSingleton[] { INSTANCE }); }原来，枚举式单例模式在静态代码块中就给INSTANCE进行了赋值，是饿汉式单例模式的实现。至 此，我们还可以试想，序列化能否破坏枚举式单例模式呢？不妨再来看一下 JDK 源码，还是回到 ObjectInputStream的readObject0()方法：
private Object readObject0(boolean unshared) throws IOException { ... case TC_ENUM: return checkResolve(readEnum(unshared)); ... }我们看到，在readObject0()中调用了readEnum()方法，来看readEnum()方法的代码实现：
private Enum> readEnum(boolean unshared) throws IOException { if (bin.readByte() != TC_ENUM) { throw new InternalError(); } ObjectStreamClass desc = readClassDesc(false); if (!desc.isEnum()) { throw new InvalidClassException("non-enum class: " + desc); } int enumHandle = handles.assign(unshared ? unsharedMarker : null); ClassNotFoundException resolveEx = desc.getResolveException(); if (resolveEx != null) { handles.markException(enumHandle, resolveEx); } String name = readString(false); Enum> result = null; Class> cl = desc.forClass(); if (cl != null) { try { @SuppressWarnings("unchecked") Enum> en = Enum.valueOf((Class)cl, name); result = en; } catch (IllegalArgumentException ex) { throw (IOException) new InvalidObjectException( "enum constant " + name + " does not exist in " + cl).initCause(ex); } if (!unshared) { handles.setObject(enumHandle, result); } } handles.finish(enumHandle); passHandle = enumHandle; return result; }我们发现，枚举类型其实通过类名和类对象类找到一个唯一的枚举对象。因此，枚举对象不可能被 类加载器加载多次。那么反射是否能破坏枚举式单例模式呢？来看一段测试代码：
public static void main(String[] args) { try { Class clazz = EnumSingleton.class; Constructor c = clazz.getDeclaredConstructor(); c.newInstance(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }运行结果如下图所示。
结果中报的是 java.lang.NoSuchMethodException异常，意思是没找到无参的构造方法。这时候， 我们打开 java.lang.Enum的源码，查看它的构造方法，只有一个protected类型的构造方法，代码如 下：
protected Enum(String name, int ordinal) { this.name = name; this.ordinal = ordinal; }我们再来做一个下面这样的测试：
public static void main(String[] args) { try { Class clazz = EnumSingleton.class; Constructor c = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class); c.setAccessible(true); EnumSingleton enumSingleton = (EnumSingleton) c.newInstance("Tom", 666); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }运行结果如下图所示
这时错误已经非常明显了，“Cannot reflectively create enum objects”，即不能用反射来创建 枚举类型。还是习惯性地想来看看JDK源码，进入Constructor的newInstance()方法：
@CallerSensitive public T newInstance(Object ... initargs) throws InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException { if (!override) { if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) { Class> caller = Reflection.getCallerClass(); checkAccess(caller, clazz, null, modifiers); } } if ((clazz.getModifiers() & Modifier.ENUM) != 0) throw new IllegalArgumentException("Cannot reflectively create enum objects"); ConstructorAccessor ca = constructorAccessor; // read volatile if (ca == null) { ca = acquireConstructorAccessor(); } @SuppressWarnings("unchecked") T inst = (T) ca.newInstance(initargs); return inst; }从上述代码可以看到，在 newInstance()方法中做了强制性的判断，如果修饰符是Modifier.ENUM 枚举类型，则直接抛出异常。
到此为止，我们是不是已经非常清晰明了呢？枚举式单例模式也是《EffectiveJava》书中推荐的一种单例模式实现写法。JDK枚举的语法特殊性及反射也为枚举保驾护航，让枚举式单例模式成为一种比 较优雅的实现。
枚举源码
java.lang.Enum通过valueOf获得值
public static > T valueOf(Class enumType, String name) { T result = enumType.enumConstantDirectory().get(name); if (result != null) return result; if (name == null) throw new NullPointerException("Name is null"); throw new IllegalArgumentException( "No enum constant " + enumType.getCanonicalName() + "." + name); } Map enumConstantDirectory() { if (enumConstantDirectory == null) { T[] universe = getEnumConstantsShared(); if (universe == null) throw new IllegalArgumentException( getName() + " is not an enum type"); Map m = new HashMap<>(2 * universe.length); for (T constant : universe) m.put(((Enum>)constant).name(), constant); enumConstantDirectory = m; } return enumConstantDirectory; } private volatile transient Map enumConstantDirectory = null;枚举模式的实例天然具有线程安全性，防止序列化与反射的特性。
有点像饿汉式单例。创建时就将常量存放在map容器中。
优点：写法优雅。加载时就创建对象。线程安全。
缺点：不能大批量创建对象，否则会造成浪费。spring中不能使用它。
结论：如果不是特别重的对象，建议使用枚举单例模式，它是JVM天然的单例。
方法2. 容器式单例
Spring改良枚举写出的改良方法：IOC容器
接下来看注册式单例模式的另一种写法，即容器式单例模式，创建ContainerSingleton类：
public class ContainerSingleton { private ContainerSingleton(){} private static Map ioc = new ConcurrentHashMap(); public static Object getInstance(String className){ Object instance = null; if(!ioc.containsKey(className)){ try { instance = Class.forName(className).newInstance(); ioc.put(className, instance); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } return instance; }else{ return ioc.get(className); } } }测试
public class ContainerSingletonTest { public static void main(String[] args) { Object instance1 = ContainerSingleton.getInstance("com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.test.Pojo"); Object instance2 = ContainerSingleton.getInstance("com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.test.Pojo"); System.out.println(instance1 == instance2); } }结果
true容器式单例模式适用于实例非常多的情况，便于管理。但它是非线程安全的。到此，注册式单例模式介绍完毕。我们再来看看Spring中的容器式单例模式的实现代码：
public abstract class AbstractAutowireCapableBeanFactory extends AbstractBeanFactory implements AutowireCapableBeanFactory { /** Cache of unfinished FactoryBean instances: FactoryBean name --> BeanWrapper */ private final Map factoryBeanInstanceCache = new ConcurrentHashMap(16); }容器为啥不能被反射破坏？秩序的维护者，创造了一个生态
4.9.线程单例实现ThreadLocal
最后赠送给大家一个彩蛋，讲讲线程单例实现 ThreadLocal。ThreadLocal 不能保证其创建的对象 是全局唯一的，但是能保证在单个线程中是唯一的，天生是线程安全的。下面来看代码：
public class ThreadLocalSingleton { private static final ThreadLocal threadLocaLInstance = new ThreadLocal(){ @Override protected ThreadLocalSingleton initialValue() { return new ThreadLocalSingleton(); } }; private ThreadLocalSingleton(){} public static ThreadLocalSingleton getInstance(){ return threadLocaLInstance.get(); } }写一下测试代码：
public class ThreadLocalSingletonTest { public static void main(String[] args) { System.out.println(ThreadLocalSingleton.getInstance()); System.out.println(ThreadLocalSingleton.getInstance()); System.out.println(ThreadLocalSingleton.getInstance()); System.out.println(ThreadLocalSingleton.getInstance()); System.out.println(ThreadLocalSingleton.getInstance()); Thread t1 = new Thread(new ExectorThread()); Thread t2 = new Thread(new ExectorThread()); t1.start(); t2.start(); System.out.println("End"); } }运行结果如下图所示。
com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.threadlocal.ThreadLocalSingleton@1761e840 com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.threadlocal.ThreadLocalSingleton@1761e840 com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.threadlocal.ThreadLocalSingleton@1761e840 com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.threadlocal.ThreadLocalSingleton@1761e840 com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.threadlocal.ThreadLocalSingleton@1761e840 End Thread-0:com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.lazy.LazyDoubleCheckSingleton@551f86f1 Thread-1:com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.lazy.LazyDoubleCheckSingleton@551f86f1我们发现，在主线程中无论调用多少次，获取到的实例都是同一个，都在两个子线程中分别获取到 了不同的实例。那么 ThreadLocal是如何实现这样的效果的呢？我们知道，单例模式为了达到线程安全 的目的，会给方法上锁，以时间换空间。ThreadLocal 将所有的对象全部放在 ThreadLocalMap 中，为每个线程都提供一个对象，实际上是以空间换时间来实现线程隔离的。
不是线程作为key，而是threadlocal本身。
ThreadLocal源码
public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); if (e != null) { @SuppressWarnings("unchecked") T result = (T)e.value; return result; } } return setInitialValue(); }5.0.源码
AbstractFactoryBean
public final T getObject() throws Exception { if (isSingleton()) { return (this.initialized ? this.singletonInstance : getEarlySingletonInstance()); } else { return createInstance(); } } private T getEarlySingletonInstance() throws Exception { Class[] ifcs = getEarlySingletonInterfaces(); if (ifcs == null) { throw new FactoryBeanNotInitializedException( getClass().getName() + " does not support circular references"); } if (this.earlySingletonInstance == null) { this.earlySingletonInstance = (T) Proxy.newProxyInstance( this.beanClassLoader, ifcs, new EarlySingletonInvocationHandler()); } return this.earlySingletonInstance; }MyBatis的ErrorContext使用了ThreadLocal
public class ErrorContext { private static final ThreadLocal LOCAL = new ThreadLocal<>(); private ErrorContext() { } public static ErrorContext instance() { ErrorContext context = LOCAL.get(); if (context == null) { context = new ErrorContext(); LOCAL.set(context); } return context; } }5.0.单例模式小结
单例模式优点：
- 在内存中只有一个实例，减少了内存开销。
- 可以避免资源的多重占用。
- 设置全局访问点，严格控制访问。
单例模式的缺点：
- 没有接口，扩展困难。
- 如果要扩展单例对象，只有修改代码，没有其他途径。
学习单例模式的知识重点总结
- 私有化构造器
- 保证线程安全
单例模式可以保证内存里只有一个实例，减少了内存的开销，还可以避免对资源的多重占用。单例模式看起来非常简单，实现起来其实也非常简单，但是在面试中却是一个高频面试点。希望“小伙伴们” 通过本章的学习，对单例模式有了非常深刻的认识，在面试中彰显技术深度，提升核心竞争力，给面试 加分，顺利拿到录取通知(Offer)。
5.1.作业
1、解决容器式单例的线程安全问题。
两种方法：双重检查锁，利用ConcurrentHashMap#putIfAbsent()方法的原子性。
public class ContainerSingleton { private static Map ioc = new ConcurrentHashMap(); private ContainerSingleton() { throw new RuntimeException("不可被实例化！"); } // 方法一：双重检查锁 public static Object getInstance(String className) { Object instance = null; if (!ioc.containsKey(className)) { synchronized (ContainerSingleton.class) { if (!ioc.containsKey(className)) { try { instance = Class.forName(className).newInstance(); ioc.put(className, instance); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return instance; } else { return ioc.get(className); } } } return ioc.get(className); } // 方法二：利用ConcurrentHashMap#putIfAbsent()方法的原子性 public static Object getInstance1(String className){ Object instance = null; try { ioc.putIfAbsent(className, Class.forName(className).newInstance()); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } return ioc.get(className); } }以下属于单例模式的优点的是_三、单例模式详解相关推荐
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