漫画：如何写出更优雅的单例模式？

上一次为大家介绍了单例模式的基本概念和几种实现方式，没看过的小伙伴们可以点击下面链接：

漫画：什么是单例设计模式？

如果懒得去看也不要紧，让我们来简单回顾一下。

线程安全的懒汉型单例模式：

代码语言：javascript复制

public class Singleton {
    private Singleton() {}  //私有构造函数
    private volatile static Singleton instance = null;  //单例对象
    //静态工厂方法
    public static Singleton getInstance() {
          if (instance == null) {      //双重检测机制
         synchronized (Singleton.class){  //同步锁
           if (instance == null) {     //双重检测机制
             instance = new Singleton();
                }
             }
          }
          return instance;
      }
}

该实现方式有几个值得注意的技术点：

使用双重锁检测机制，确保并发情况下instance对象不会被重复初始化。
使用volatile修饰符，防止指令重排引发的初始化问题。

这个实现方式虽然保证了线程安全，但仍然存在一些缺陷，如何写出更优雅的单例模式呢？让我们进入今天的主题。

用静态内部类实现单例模式：

代码语言：javascript复制

public class Singleton {
    private static class LazyHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    private Singleton (){}
    public static Singleton getInstance() {
        return LazyHolder.INSTANCE;
    }
}

这里有几个需要注意的点：

1.从外部无法访问静态内部类LazyHolder，只有当调用Singleton.getInstance方法的时候，才能得到单例对象INSTANCE。

2.INSTANCE对象初始化的时机并不是在单例类Singleton被加载的时候，而是在调用getInstance方法，使得静态内部类LazyHolder被加载的时候。因此这种实现方式是利用classloader的加载机制来实现懒加载，并保证构建单例的线程安全。

如何利用反射打破单例模式的约束？其实很简单，我们来看下代码。

利用反射打破单例：

代码语言：javascript复制

//获得构造器
Constructor con = Singleton.class.getDeclaredConstructor();
//设置为可访问
con.setAccessible(true);
//构造两个不同的对象
Singleton singleton1 = (Singleton)con.newInstance();
Singleton singleton2 = (Singleton)con.newInstance();
//验证是否是不同对象
System.out.println(singleton1.equals(singleton2));

代码可以简单归纳为三个步骤：

第一步，获得单例类的构造器。

第二步，把构造器设置为可访问。

第三步，使用newInstance方法构造对象。

最后为了确认这两个对象是否真的是不同的对象，我们使用equals方法进行比较。毫无疑问，比较结果是false。

用枚举实现单例模式：

代码语言：javascript复制

public enum SingletonEnum {
    INSTANCE;
}

代码语言：javascript复制

让我们来做一个实验，仍然执行刚才的反射代码：

代码语言：javascript复制

//获得构造器
Constructor con = SingletonEnum.class.getDeclaredConstructor();
//设置为可访问
con.setAccessible(true);
//构造两个不同的对象
SingletonEnum singleton1 = (SingletonEnum)con.newInstance();
SingletonEnum singleton2 = (SingletonEnum)con.newInstance();
//验证是否是不同对象
System.out.println(singleton1.equals(singleton2));

执行结果如下：

Exception in thread "main" java.lang.NoSuchMethodException: com.heitian.ssm.utils.SingletonEnum.<init>()

at java.lang.Class.getConstructor0(Class.java:2892)

at java.lang.Class.getDeclaredConstructor(Class.java:2058)

at com.heitian.ssm.utils.SingletonTest.main(SingletonTest.java:22)

at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)

at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:57)

at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)

at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:606)

at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:134)