在面试通过通过单例模式来展示实例

Posted 2021-03-11 javaarchitect

    在面试初级和高级开发时，一般会问设计模式的问题。通常会让写下单例模式的实现方法，或者让结合项目，说下用过的设计模式，在本文里，就将讲述单例模式的多种写法，以此告诉大家如何在面试中展示实力。

    如果在项目里，多个运行实例都会从同一个配置文件里读取发送邮件的列表，那么我们就可以用单例模式来创建这个读配置文件的类。我们先来看下单线程情况下单例模式的写法。

1	public class MailListReader {
2	    private static MailListReader reader = null;
3	    private MailListReader(){}//构造函数私有
4	    //向外部开放一个公有的静态函数来提供对象
5	    public static MailListReader getInstance() {
6	        if(reader == null)
7	           reader = new MailListReader();
8	        return reader;
9	    } 
10	    //提供邮件列表的方法
11	     List<String> provideList()
12	     { 省略提供邮件列表的代码 }
13	}

    在上述的代码里，我们可以看到实现单例模式的两大要素，第一，第3行提供的构造函数是私有的，这样外部代码就无法通过调用构造函数来创建MailListReader对象。第二，会通过诸如第5行的代码向外界提供read实例，而且在这个方法里，只有当read对象为null时，才创建并返回该对象。

    如果程序是运行在单线程环境下，那么上述实现方式确实能满足单例的需求，但在多线程的情况下，出现多个线程同时调用getInstance方法，那么就无法保证单例了。

    确实，我们可以通过加synchronized来保证多线程场景里只有一个MailListReader对象被创建，代码改写如下。　　    

1	public class MailListReader {
2	    private static MailListReader reader = null;
3	    private MailListReader(){}//构造函数私有
4	     public static MailListReader getInstance() {
5	        Synchronized(MailListReader.class){
6	            if(reader == null)
7	               reader = new MailListReader();
8	        } 
9	        return reader;
10	    } 
11	    //省略提供邮件列表的方法 
12	}

    我们把第7行的new的动作包含在第5行的Synchronized代码块里，这样这个new代码在同一个时间段里只能被一个线程调用，多个线程同时到来时会出现排队的情况，这样效率有些低下。所以，我们还可以通过如下的“双重检查”的方式来兼顾线程安全和性能。　　    

1	public class MailListReader {
2	    private static MailListReader reader = null;
3	    private MailListReader(){}//构造函数私有
4	     public static MailListReader getInstance() {
5	        if(reader== null){
6	           synchronized (MailListReader.class){
7	             if(reader == null){
8	                 reader = new MailListReader ();
9	              }
10	            }
11	         }
12	         return reader;
13	    } 
14	    //省略提供邮件列表的方法 
15	}

    我们在getInstance方法里的第5和第7行两个地方通过两个if来检查，这就是“双重检查”。这里我们在加锁前做了一个是否为空的判断。通过这个判断我们能看到了是否有其它线程得到reader对象，这样就可以避免第6行的锁对象的操作，从而能避免多线程排队的情况。

    大家完全可以通过你在项目中的实际案例，用单例模式来说明自己对设计模式的理解，而且可以由浅到深地一直讲到“双重检查”方式，这样面试官就能知道，你不仅知道这种模式最基本的写法，还知道掌握如何在多线程中应用的高级技能，更为重要的是，大家能通过实际案例，向面试官说明你不仅知道理论，而会应用。　　

    此外，在讲完上述回答后，大家可以再往如下两个方向扩展，第一可以继续说，除了单例模式外，在我们项目里，还用到其它设计模式，然后再结合案例说明，或者再围绕刚才单例模式里提到的线程安全，再扩展出去说，除了在单例模式外，在我们项目里还会考虑其它的线程并发因素，比如对一些多线程间都需要用的键值对缓存，我们是放入ConcurrentHashMap，（或者引出Lock，ThreadLocal等线程相关话题），然后再展开，这样就可以继续在自己熟悉的范围内回答问题。

    大家可以想象下，如果初级开发一方面照此说辞，很好地证明了设计模式方面的能力，另一方面再通过准备加引导技术，不仅可以展示基础技能 ，更能有效地展示诸如底层代码等技能，这对成功通过面试大有好处。