Java创建型模式（一）——单例设计模式（饿汉式、懒汉式、枚举式，以及序列化反序列化破环单例模式和反射破环单例模式及破环单例模式的解决办法 | 完成详解，附有代码+案例）

Java创建型模式（一）：单例设计模式

单例设计模式是一种常用的创建型设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。单例模式在Java中有多种实现方式，主要包括饿汉式、懒汉式、枚举式等。接下来将对这些方法进行详细讲解和代码示例。

一、饿汉式单例

饿汉式单例在类加载时就创建好实例，由于在类加载时就创建好对象，因此它是线程安全的。代码如下：

public class SingletonEager {
    private static final SingletonEager INSTANCE = new SingletonEager();

    // 私有构造函数，防止外部实例化
    private SingletonEager() {}

    public static SingletonEager getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

// 使用案例
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SingletonEager instance1 = SingletonEager.getInstance();
        SingletonEager instance2 = SingletonEager.getInstance();
        System.out.println(instance1 == instance2); // 输出 true
    }
}

二、懒汉式单例

懒汉式单例在第一次使用实例时才会创建对象。这种方式在多线程环境下可能会导致问题，需进行适当的同步处理。

public class SingletonLazy {
    private static SingletonLazy instance;

    // 私有构造函数，防止外部实例化
    private SingletonLazy() {}

    public static SingletonLazy getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (SingletonLazy.class) {
                if (instance == null) { // 双重检查锁定
                    instance = new SingletonLazy();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

// 使用案例
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SingletonLazy instance1 = SingletonLazy.getInstance();
        SingletonLazy instance2 = SingletonLazy.getInstance();
        System.out.println(instance1 == instance2); // 输出 true
    }
}

三、枚举式单例

在Java中，使用枚举实现单例模式是最简单的方式。这种方法天生支持序列化，并且通过JVM来保证单例性。

public enum SingletonEnum {
    INSTANCE;

    public void doSomething() {
        // 方法实现
    }
}

// 使用案例
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SingletonEnum instance1 = SingletonEnum.INSTANCE;
        SingletonEnum instance2 = SingletonEnum.INSTANCE;
        System.out.println(instance1 == instance2); // 输出 true
    }
}

四、破坏单例模式的方式

1. 序列化与反序列化：在反序列化时会重新创建实例，可以通过实现 readResolve 方法来避免这种情况。

private Object readResolve() {
    return INSTANCE;
}

1. 反射：使用反射可以访问私有构造函数，因此需要在构造函数中进行检查，防止通过反射创建多个实例。

private SingletonLazy() {
    if (instance != null) {
        throw new IllegalStateException("Only one instance is allowed!");
    }
}

总结

单例设计模式提供了一种控制实例数量的解决方案，适合使用在需要全局访问的场景中。饿汉式、懒汉式和枚举式各有优缺点，开发者可以根据实际需求选择合适的实现方式。同时，当我们设计单例模式时，应注意序列化和反射带来的破坏风险，采取适当的措施进行防范。