Java 程序经验小结：用私有构造器或者枚举类型强化 Singleton 属性

后台技术汇

关注

发布于: 2021 年 01 月 13 日

1、写在开头

Singleton 指仅仅被实例化一的类，通常用于代表那些本质上唯一的系统组件，比如窗口管理器或者文件系统。

使类成为 Singleton 会使它的客户端测试变得困难，因为无法给 Singleton 替换模拟实现，除非它实现一个充当其类型的接口。

实现 Singleton 共有 3 种方法，在 Java 1.5 发行版之前实现有两种；在 Java 1.5 发行版之后实现 Singleton 还有第三种方法，下面进行依次介绍。

2、第一种：公有静态类是个 final 域

构造器保持为私有，导出公有静态成员，客户端可以访问该类的唯一实例。


public class Elvis {
  public static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
  //构造器保持为私有，导出公有静态成员，客户端可以访问该类的唯一实例  private Elvis(){    //...  }
  public void leaveTheBuilding(){    //...  }}

复制代码

但要注意一点：享有的客户端可以借助 AccessiableObject.setAccessible 方法，通过反射机制调用私有构造器。如果需要抵御这种攻击，可以修改构造器，代码里面做个检测判断，在被要求创建第二个实例时抛出异常。

3、第二种：公有成员是个静态工厂方法

实现 Singleton 的第二种方法，公有的成员是个静态工厂方法：


public class Elvis2 {  // 私有成员  private static final Elvis2 INSTANCE = new Elvis2();
  // 静态方法公有成员  public static Elvis2 getInstance(){    return INSTANCE;  }
  //构造器保持为私有，导出公有静态成员，客户端可以访问该类的唯一实例  private Elvis2(){    //...  }
  public void leaveTheBuilding(){    //...  }}

复制代码

公有域方法的好处是，组成类成员的声明，很清楚的表明这个类是一个 Singleton。公有的静态域是 final 的，所以该域总是包含相同的对象引用。

但公有域方法在性能上不再有任何优势了，因为现代的 JVM 实现几乎都能够将静态工厂方法的调用内联化（Inline Method）。

另外，工厂方法有 2 个优势：

在不改变 API 的前提下，我们可以改变此类是否应该为 Singleton 的想法。工厂方法返回该类的唯一实例，但会容易被修改，比如改为每个调用该方法的线程返回一个唯一的实例。
第二个优势，与泛型有关。为了让 Singleton 类变成可序列化的（Serializable），仅仅在对象声明中加上“implements Serializable” 是不够的。为了维护并保证 Singleton，必须声明所有实例域都是瞬时的（transient），并提供一个 readResolve 方法。否则每次反序列化都会创建一个新实例。

  // readResolve method to preserve singleton property  private Object readObject(){    // Return the one true Elvis and let the garbage collector take care of the Elvis impersonator    return INSTANCE;  }

复制代码

4、第三种：包含单个元素的枚举类型

第三种实现 Singleton 的方法是编写一个包含单个元素的枚举类型：


public class SingletonCase6 {  enum SingletonEnum {    //创建一个枚举对象，该对象天生为单例    INSTANCE;    private SingletonCase6 singleton;
    //私有化枚举的构造函数    private SingletonEnum() {      System.out.println("-----1 init constructor-----");      singleton = new SingletonCase6();    }
    public SingletonCase6 getSingleton() {      System.out.println("-----2 return singleton-----");      return singleton;    }  }
  private SingletonCase6() {  }
  public static SingletonCase6 getInstance(){    System.out.println("-----3 getInstance -----");    return SingletonEnum.INSTANCE.getSingleton();  }
  public static void main(String[] args) {    getInstance();  }}

复制代码

输出结果：


-----3 getInstance ----------1 init constructor----------2 return singleton-----

复制代码

这种方法在功能上跟公有域方法相近，但它更加简洁，无偿的提供了序列化机制，绝对防止多次实例化，即使是面对复杂的序列化或者反射攻击的时候。

5、总结

上面的第三种方法元素的枚举类型已经成为实现 Singleton 最佳方法。

单例模式实际上有 5 种（懒汉模式/饿汉模式/双锁检测模式/内部类/枚举类），可以参考相关的单例模式文章：

发布于: 2021 年 01 月 13 日阅读数: 18

原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/9298a0c4f62a5d9e2640e1982】。文章转载请联系作者。

后台技术汇

关注

Diligence is the mother of success. 2018.03.28 加入

公众号：后台技术汇笔者主要从事Java后台开发，喜欢技术交流与分享，保持饥渴，一起进步！

发布

暂无评论

创作场景

Java 程序经验小结：用私有构造器或者枚举类型强化 Singleton 属性

1、写在开头

2、第一种：公有静态类是个 final 域

3、第二种：公有成员是个静态工厂方法

4、第三种：包含单个元素的枚举类型

5、总结

后台技术汇

评论