【7.13】单例模式（Singleton）的用法和用处以及破解单例

1）：用处  

　　是一种创建者模式，只生成一个实例对象，具有全局唯一性，当一个对象的产生需要比较多的资源时, 如读取配置（如数据库连接池、Spring中, 一个Component就只有一个实例Java-Web中, 一个Servlet类只有一个实例等）, 产生其他依赖对象, 则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象, 然后永久驻留内存的方式来解决

2）：写法

　　　　private化构造函数

　　　　private Singleton实例

　　　　提供一个public的获取实例的方法

　　主要有五种实现方式，懒汉式（延迟加载，使用时初始化），饿汉式（声明时初始化），双重检查，静态内部类，枚举

　　1：饿汉式

　　　　当多个线程同时访问，都没有实例化的时候，该单例模式将被破坏

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {
    };
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}  

　　2：懒汉式

　　　　线程安全，但是效率低下，多数情况是不需要加锁的

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {
    };
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}  

　　3：双重检查

　　　　

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;
    private Singleton() {
    };
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}  

　　4：匿名内部类

　　　　内部类不会在类的外部被调用，使用当调用暴露的getInstance()方法是调用，由于java虚拟机的classLoaded机制，不会被重复调用使用

public class Singleton {
    private Singleton() {
    };
    public static Singleton getInstance() {
        return Holder.instance;
    }
    private static class Holder{
        private static Singleton instance = new Singleton();
    }
}  

　　5：枚举类

　　　　枚举类的构造方法被private，不能创建枚举对象，所以保证了线程安全

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    public String error(){
        return "error";
    }
} 

3）破坏

　　除了枚举，都可以用反射来破坏单例模式，可以通过反射来获取实例对象

import java.lang.reflect.Constructor;
public class TestCase {
    public void testBreak() throws Exception {
        Class<Singleton> clazz = (Class<Singleton>) Class.forName("Singleton");
        Constructor<Singleton> constructor = clazz.getDeclaredConstructor();
        constructor.setAccessible(true);
        Singleton instance1 = constructor.newInstance();
        Singleton instance2 = constructor.newInstance();
        System.out.println("singleton? " + (instance1 == instance2));
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        new TestCase().testBreak();
    }
}