单例模式及面试

 

 

单例模式的定义：

　　：指一个类只有一个实例

单例模式的具体实现

　　需要：

　　　　（1）私有的构造方法，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。

　　　　（2）私有的静态实例化对象，并且将其封装为private static类型。

　　　　（3）对外提供一个公共的访问方法，并返回该实例对象。

单例模式的两种实现：

第 1 种：饿汉式（立即加载）：

　　　　饿汉式就是 使用类的时候已经将对象创建完毕（不管以后会不会使用到该实例化对象，先创建了再说。很着急的样子，故又被称为“饿汉模式”），常见的实现办法就是直接new实例化

public class Singleton {

    // 将自身实例化对象设置为一个属性，并用static、final修饰
    private static final Singleton instance = new Singleton();
    
    // 构造方法私有化
    private Singleton() {}
    
    // 静态方法返回该实例
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

　　　　

“饿汉式”的优缺点：

　　优点：　　

　　　　实现起来简单，没有多线程同步问题。

　　缺点：

　　　　当类Singleton被加载的时候，会初始化static的instance，静态变量被创建并分配内存空间，从这以后，这个static的instance对象便一直占着这段内存（即便你还没有用到这个实例），当类被卸载时，静态变量被摧毁，并释放所占有的内存，因此在某些特定条件下会耗费内存。

 

第 2 种：懒汉式（延迟加载）：

　　该模式的特点   是类加载时没有生成单例，只有当第一次调用 getlnstance 方法时才去创建这个单例。

public class LazySingleton
{
private static volatile LazySingleton instance=null; //保证 instance 在所有线程中同步
private LazySingleton(){} //private 避免类在外部被实例化
public static synchronized LazySingleton getInstance()
{
//getInstance 方法前加同步
if(instance==null)
{
instance=new LazySingleton();
}
return instance;
}
}

 

　　优点：在多线程情形下，保证了“懒汉模式”的线程安全。

　　缺点：众所周知在多线程情形下，synchronized方法通常效率低，但是每次访问时都要同步，会影响性能，且消耗更多的资源，这是懒汉式单例的缺点。

 

 

最佳的单例模式的实现：

　　　　结合上面两种单例模式的实现 都存在缺陷  采用   DCL双检查锁机制（DCL：double checked locking） 

public class Singleton {

    // 将自身实例化对象设置为一个属性，并用static修饰
    private static Singleton instance;
    
    // 构造方法私有化
    private Singleton() {}
    
    // 静态方法返回该实例
    public static Singleton getInstance() {
        // 第一次检查instance是否被实例化出来，如果没有进入if块
        if(instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                // 某个线程取得了类锁，实例化对象前第二次检查instance是否已经被实例化出来，如果没有，才最终实例出对象
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

　　　　上面是单例模式的最佳实现方式。内存占用率高，效率高，线程安全，多线程操作原子性。

使用场景： 

    单例模式只允许创建一个对象，因此节省内存，加快对象访问速度，因此对象需要被公用的场合适合使用，如多个模块使用同一个数据源连接对象等等。如： 

  　　  1.需要频繁实例化然后销毁的对象。 
  　　  2.创建对象时耗时过多或者耗资源过多，但又经常用到的对象。 
  　　  3.有状态的工具类对象。 
  　　  4.频繁访问数据库或文件的对象。

    　　5 当某类需要频繁实例化，而创建的对象又频繁被销毁的时候，如多线程的线程池、网络连接池等。