Effective Java -- 构造单例(Singleton)对象常用方法

不念不忘少年蓝@ 2022-12-03 05:22 33阅读 0赞

> 此系列文章为本人对《Effective Java》一书的学习笔记，主要是记录对书中重点内容的理解。  
> 既然有缘看到此文，那么希望能对你有所帮助。  
> 本文对应原书 `第3条 用私有构造器或枚举类型强化Singleton属性`

`Singleton`是指仅被实例化一次的类，也就是单例。通常被用来代表一个无状态的对象（如函数）和系统组件。实现单例的常见的有以下两种方法：

#### 公有静态域和静态工厂方法 ####

##### 公有静态域 #####

public class Demo { 
    	// 公有静态final域
    	public static final Demo INSTANCE = new Demo();
    	// 私有构造方法
    	private Demo() { 
    		...
    	}
    }

私有构造器仅在初始化`INSTANCE`的时候被调用一次，由于外界无法**直接**访问该构造器，所以一但`Demo`类被实例化，只会存在一个`Demo`示例，这就保证了单例；

但是，事情往往没有想象的那么简单，通过Java的反射机制，使用`setAccessible`方法，可以随意调用这个私有构造器。

所以我们还要加上一些判断逻辑，使得在该构造器被调用第二次的时候抛出异常。

public class Demo { 
    	private static final boolean Flag = false;
    	public static final Demo INSTANCE = new Demo();
    	private Demo() { 
    		if (flag) { 
    			throw new RuntimeException("不许使用骚操作");
    		}
    		flag = true；
    		...
    	}
    }

优点：

*  清晰的表明了这个类是Singleton
 *  非常简单

##### 静态工厂方法 #####

public class Demo { 
    	// 注意这里是private域
    	private static final Demo INSTANCE = new Demo();
    	// 私有构造方法
    	private Demo() { ...}
    	public static Demo instance() { 
    		return INSTANCE;
    	}
    }

其实和上一个方法区别不大，原理一致，**所以也得处理反射导致的私有构造器被非法调用的问题**。相比之下，静态工厂方法有以下几个优势，

*  **更加灵活**：比如我们需要的并不是全局的单例，而是伴随线程的生命周期，在一个线程内使用同一个对象，不与其他线程共用(`Spring`就有有关于单例生命周期的设置项)；
 *  **支持泛型**：在需要的情况下可以写一个泛型Singleton工厂；
 *  **支持方法引用**：通过方法引用：`Demo::instance`成为一个提供者`Supplier<Demo>`。

但如果这三点优势都不是你所关注的，那么静态工厂方法实质上并不如公有静态域来的实在。

> **`关于序列化的问题(重点内容)`**  
> 我们都知道想要实现序列化只要实现 `Serializable` 接口即可。但对于需要实现单例的类来说还不够。  
> 因为每一次反序列化，都会创健一个新的实例，也就破坏了我们苦心经营的单例。  
> `解决办法`：在类中加入一个`readResolve`方法(请仔细阅读注释)。

public class Demo implements Serializable { 
    	...
    
    	// 注意这不是一个需要重写的方法(Serializable接口并没有抽象方法)
    	// 这个方法会在反序列化时被调用
    	// 返回了的静态变量INSTANCE，也就是我们要的单例(静态变量不属于一个类，它属于整个世界)
    	// 垃圾处理器会处理掉反序列化而产生的其他实例对象
    	private Object readResolve() { 
    		return INSTANCE;
    	}
    }

#### 枚举方法 ####

使用枚举其实和上述的公有静态域方法相似，但是它`更加简洁`、`提供了序列化机制`、`绝对防止多次实例化(地表最强防御)`。

public enum Demo { 
    	INSTANCE;
    	...
    }

虽然这种方法现在似乎不常见，但这种`单元素的枚举类型经常成为实现单例的最佳方法`。

> 当然也有例外的情况：如果你需要创健子类来继承`Demo`，这个方法会显得不太便捷，不建议使用

#### 总结 ####

当你需要用单例时，不要忘了考虑枚举，它真的很努力，很Nice。

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