Java面试必备：手写单例模式

Posted 2022-05-01 happyone

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java面试必备：手写单例模式相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

面试官：请手写下几种常见的单例模式
我：好的（面带微笑），心里暗喜（送分题）。
没成想提笔便写出了如此豪放的代码，不堪回首，请原谅我的不羁！
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此篇整理了几种常见的单例模式代码示例，再有面试官让手撕单例模式，便能心中有码，下笔有神。

为什么要有单例模式

实际编程应用场景中，有一些对象其实我们只需要一个，比如线程池对象、缓存、系统全局配置对象等。这样可以就保证一个在全局使用的类不被频繁地创建与销毁，节省系统资源。

实现单例模式的几个要点

首先要确保全局只有一个类的实例。
要保证这一点，至少类的构造器要私有化。
单例的类只能自己创建自己的实例。
因为，构造器私有了，但是还要有一个实例，只能自己创建咯！
单例类必须能够提供自己的唯一实例给其他类
就是要有一个公共的方法能返回该单例类的唯一实例。

单例模式的6种实现

1、饿汉式—静态常量方式（线程安全）

public class Singleton   
    private static Singleton instance = new Singleton();  
    private Singleton ()  
    public static Singleton getInstance()   
    return instance;

类加载时就初始化实例，避免了多线程同步问题。天然线程安全。

2、饿汉式—静态代码块方式（线程安全）

其实就是在上面静态常量饿汉式实现上稍微变动了一下，将类的实例化放在了静态代码块中而已。其他没区别。

public class Singleton 
    private static Singleton instance;
    static 
        instance = new Singleton();
    
    private Singleton() 
    public static Singleton getInstance() 
        return instance;

3、懒汉式（线程不安全）

public class Singleton 
    private static Singleton singleton;
    private Singleton() 
    public static Singleton getInstance() 
        if (singleton == null) 
            singleton = new Singleton();
        
        return singleton;

这是最基本的实现方式，第一次调用才初始化，实现了懒加载的特性。多线程场景下禁止使用，因为可能会产生多个对象，不再是单例。

4、懒汉式（线程安全，方法上加同步锁）

public class Singleton 
    private static Singleton singleton;
    private Singleton() 
    public static synchronized Singleton getInstance() 
        if (singleton == null) 
            singleton = new Singleton();
        
        return singleton;

和上面懒汉式（线程不安全）实现上唯一不同是：获取实例的getInstance()方法上加了同步锁。保证了多线程场景下的单例。但是效率会有所折损，不过还好。

5、双重校验锁（线程安全，效率高）

public class Singleton 
    private volatile static Singleton singleton;
    private Singleton() 
    public static Singleton getSingleton() 
        if (singleton == null) 
            synchronized (Singleton.class) 
                if (singleton == null) 
                        singleton = new Singleton();
                
            
        
        return singleton;

此种实现中不用每次需要获得锁，减少了获取锁和等待的事件。
注意volatile关键字的使用，保证了各线程对singleton静态实例域修改的可见性。

6、静态内部类实现单例（线程安全、效率高）

public class Singleton   
    private static class SingletonHolder   
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
      
    private Singleton ()  
    public static final Singleton getInstance()   
    return SingletonHolder.INSTANCE;

这种方式下 Singleton 类被装载了，instance 不一定被初始化。因为 SingletonHolder 类没有被主动使用，只有通过显式调用 getInstance 方法时，才会显式装载 SingletonHolder 类，从而实例化 instance。
注意内部类SingletonHolder要用static修饰且其中的静态变量INSTANCE必须是final的。

此篇完。单例模式掌握至此，足以应付“手写单例”的面试场景。

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