线程安全、延迟加载、序列化反序列化反射安全

参考资料:

http://blog.csdn.net/haoel/article/details/4028232

public class SingletonTest implements Runnable {
static SingletonClass1 instance = null; public static void main(String args[]) {
// SingletonClass0 instance = new SingletonClass0();// The constructor
// SingletonClass0() is not visible for (int i = 0; i < 15; i++) {
new Thread(new SingletonTest()).start();
}
// System.out.println(instance.getClass()); } @Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
SingletonClass6.getInstance();
// System.out.println(SingletonClass7.instance.hashCode());
}
} class SingletonClass0 {
private static SingletonClass0 instance = null; private SingletonClass0() {
System.out.println("constructor run");
} public static SingletonClass0 getInstance() {// wrong 单线才单线程下没问题,多线程下仍会有多个实例
if (instance == null) {
instance = new SingletonClass0();
System.out.println(instance.hashCode());
}
return instance;
}
} class SingletonClass1 {
private static SingletonClass1 instance = null; private SingletonClass1() {
System.out.println("constructor run");
} public static SingletonClass1 getInstance() {// wrong 多线程下仍会有多个实例,与上一种
// 区别在于过个线程的new过程被同步了
if (instance == null) {
synchronized (SingletonClass1.class) {
instance = new SingletonClass1();
System.out.println(instance.hashCode());
}
}
return instance;
}
} class SingletonClass2 {
private static SingletonClass2 instance = null; private SingletonClass2() {
System.out.println("constructor run");
} public static SingletonClass2 getInstance() {
synchronized (SingletonClass2.class) {// right。只会有一个线程new实例,但阻碍了后续线程读实例
if (instance == null) {
instance = new SingletonClass2();
System.out.println(instance.hashCode());
}
}
return instance;
}
} class SingletonClass3 {
private static SingletonClass3 instance = null; private SingletonClass3() {
System.out.println("constructor run");
} public static SingletonClass3 getInstance() {
synchronized (SingletonClass3.class) {// right
// 只会有一个线程new实例,不会影响后续线程读实例,但instance=new
// SingletonClass3()在JVM内不是原子操作,内部的几个步骤可能乱序,从而出错
if (instance == null) {
synchronized (SingletonClass1.class) {
if (instance == null) {
instance = new SingletonClass3();
System.out.println(instance.hashCode());
}
}
}
}
return instance;
}
} class SingletonClass4 {
private static volatile SingletonClass4 instance = null;// right
// 只有一个实例,volatite保证了在JVM内部new
// instance的几个操作禁止指令重排序优化 private SingletonClass4() {
System.out.println("constructor run");
} public static SingletonClass4 getInstance() {
synchronized (SingletonClass4.class) {
if (instance == null) {
synchronized (SingletonClass1.class) {
if (instance == null) {
instance = new SingletonClass4();
System.out.println(instance.hashCode());
}
}
}
}
return instance;
}
} class SingletonClass5 {// right,但是由类加载器在类加载时创建实例,我们无法控制实例创建的时机以干一些事(比如某个配置文件,或是某个被其它类创建的资源)
public volatile static SingletonClass5 instance = new SingletonClass5(); private SingletonClass5() {
System.out.println("constructor run");
}; public static SingletonClass5 getInstance() {
System.out.println(instance.hashCode());
return instance;
}
} class SingletonClass6 {// 仍然使用JVM本身机制保证了线程安全问题;由于 SingletonHolder 是私有的,除了
// getInstance()
// 之外没有办法访问它,因此它只有在getInstance()被调用时才会真正创建;同时读取实例的时候不会进行同步,没有性能缺陷;也不依赖
// JDK 版本
private static class SingletonHolder {
private static final SingletonClass6 INSTANCE = new SingletonClass6();
} private SingletonClass6() {
System.out.println("constructor run");
} public static final SingletonClass6 getInstance() {
System.out.println(SingletonHolder.INSTANCE.hashCode());
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
} class SingletonClass7 {
public SingletonClass7() {
System.out.println("constructor run");
}
} enum SingletonClass {
instance;
}

http://mp.weixin.qq.com/s/q7-GWt87S7uJ9NY-s1z4SA

需要参数:懒汉式1。(线程安全改进3、需要才new改进4)

不需要参数:饿汉式2。(本身线程安全、需要才new改进5)

上述几种实现方式都存在反射、序列化、反序列化使得单例被破坏的问题,可能成为漏洞被利用,虽可采用手段加以解决(解决方式见下)但不简单高效(若单例类维持了其他对象的状态时还需要使他们成为transient的对象,此时就更复杂了)  ->  使用枚举6。

反序列化时单例被破坏的解决方法:readResolve

public class Singleton implements java.io.Serializable {
public static Singleton INSTANCE = new Singleton(); protected Singleton() {
} //反序列时直接返回当前INSTANCE
private Object readResolve() {
return INSTANCE;
}
}

反射时单例被破坏的解决方法:修改构造器,让它在创建第二个实例的时候抛异常

public static Singleton INSTANCE = new Singleton();
private static volatile boolean flag = true;
private Singleton(){
if(flag){
flag = false;
}else{
throw new RuntimeException("The instance already exists !");
}
}

1、

2、

3、

4、双_锁检测(DCL),JDK1.5之前volatile不能完全避免指令重排序优化,直到1.5才修复。因此JDK1.5之前Java中无法安全地使用DCL来实现单例模式。

5、

6、

枚举类实际上就是一个继承Enum类的类。

使用枚举单例的写法,我们完全不用考虑序列化和反射的问题。枚举序列化是由jvm保证的,每一个枚举类型和定义的枚举变量在JVM中都是唯一的,在枚举类型的序列化和反序列化上,Java做了特殊的规定:在序列化时Java仅仅是将枚举对象的name属性输出到结果中,反序列化的时候则是通过java.lang.Enum的valueOf方法来根据名字查找枚举对象。同时,编译器是不允许任何对这种序列化机制的定制的并禁用了writeObject、readObject、readObjectNoData、writeReplace和readResolve等方法,从而保证了枚举实例的唯一性。

在单例中,枚举也不是万能的。在android开发中,内存优化是个大块头,而使用枚举时占用的内存常常是静态变量的两倍还多,因此android官方在内存优化方面给出的建议是尽量避免在android中使用enum。

更多关于枚举可以见:Java小计-枚举

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