java面试之手写单例模式

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

1. 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。
2. 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！
3. 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。