快看!那个面试官又让手写单例模式了

前言:金九银十招聘季,这段时间不少小伙伴面试被问到设计模式,其中不泛有让手写一个单例模式,像这种恶心的操作,不得给面试官的秀一手?

概念

所谓单例模式,就是对类要求只能有一个实例,同时该类能自行创建这个实例的模式。

举个简单的例子,如在Windows操作系统中,很多应用程序可以多开,但是任务管理器只能单开,所以任务管理器就是很好的一个单例模式体现。

特点

谈到特点,必须得好好说道说道,就是唬!

  • 因内存里只有一个实例,所以可极大的减少了内存开销,避免对资源的多重占用。
  • 单例模式一般没有接口,无法有效扩展,除非修改原来的代码,这样原则上违背开闭原则。
  • 单例模式的功能模块代码通常封装在一个类中,违背单一职责原则。
  • 在并发测试中,如果单例中的代码没有执行完,则不能生成一个新的对象,所以不利于代码的调试。

单例模式实现

单例模式的实现,网上有很多说法,最普遍的就是懒汉式和饿汉式,细分的话,其实懒汉式可以有线程安全和非线程安全两种,同时为了安全和效率还衍生出了双检锁(双重检验锁),最后就是开发中常用的静态内部类,当然还有枚举。

懒汉式(非线程安全)

即懒加载模式,在类加载的时候不生成实例,只有在调用 get() 方法的时候才会生成实例。

public class LazyCase {

    private static LazyCase instance;   	//私有静态单例对象

    private LazyCase(){						//私有构造,避免被外部实例化
        
    };               

    public static LazyCase getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new LazyCase();
        }
        return instance;
    }
}

懒汉式(线程安全)

如果在多线程环境下,当多个线程并行调用 getInstance() 方法的时候,就会创建出多个实例,从而导致出现一些线程不安全的情况,为解决这一点,最简单粗暴的方法就是添加 synchronized 关键字进行同步。

public static synchronized LazyCase getInstance(){		//同步getInstance()方法
    if (instance == null){
            instance = new LazyCase();
    }
    return instance;
}

双检锁

上面的方法虽然保证了线程的安全,避免了创建多个实例,因为程序在运行中任何一个时刻只能有一条线程调用 getInstance() 方法,但是我们的目的是第一次创建单例实例对象的时候需要同步,而后面再次调用 getInstance() 的时候,则不需要线程同步,所以就出现了双检锁的方式。

public class DoubleLockCase {

    private volatile static DoubleLockCase instance;		//声明 volatile
    
    private DoubleLockCase (){
        
    }

    public static DoubleLockCase getInstance() {			//两次判断
        if (instance == null) {
            synchronized (DoubleLockCase.class) {
                if (instance == null) {              
                    instance = new DoubleLockCase();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

饿汉式

饿汉式的特点就是类一旦加载就会创建一个实例,从而保证在调用 getInstance() 方法之前实例就已经存在,所以它本身就是一种线程安全的方式。

public class HungryCase {

    private static final HungryCase instance = new HungryCase();		//类加载即被初始化

    private HungryCase(){
        
    };

    public static HungryCase getInstance(){
        return instance;
    }
}

静态内部类

饿汉式在某些情况下其实并不理想,如果实例的创建是依赖外部资源的,而调用 getInstance() 方法的时候需传递些数值给它,此时饿汉式就不行了,所以更多情况下会使用静态内部类的方法,因为它没有性能上的缺陷。

public class Case {

    //私有内部类
    private static class InnerCase{             
        private static final Case instance = new Case();
    }

    private Case (){

    }

    public static final Case getInstance() {
        return InnerCase.instance;
    }
}

枚举

枚举就不用多说了,最简单的单例模式。

public enum Case{
    INSTANCE;
}

以上就是所有的单例模式,速速拿下,去征服面试官,从此妈妈再也不用担心被问到单例模式了。


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