《設計模式筆記》之03簡潔高效的聊聊單例模式

設計模式是優秀程序員的必備技能，在面試中也會經常提到。

前言

IT行業是跳槽率較高的行業，這就不頻繁的去面試。我作為面試官，如果候選者其他知識都OK的話，最后就會提到<b>設計模式</b>相關的內容。如果回答的一知半解的話，我會跟他說讓他來做項目。如果回答的比較好的話，會直接安排到產品組。

作用

保證了系統內存中該類只有一個對象實例，節省系統資源。對于需要頻繁創建銷毀的對象，提高系統性能

場景

需要頻繁創建、銷毀的對象，創建對象耗時過多或耗費資源過多，但又經常用到的對象。

代碼

單例模式是設計模式中比較簡單的一種。絕大多數程序員對單例模式都比較熟悉(我剛開始學的時候，好多次都沒堅持把23種設計模式學完，造成的后果就是單例模式反反復復學了好多遍【狗頭】)。

單例模式在業界分為8種。這么多種其實不用全都學習，主要關注下線程安全的3種即可。(其他的就不要再學習，人為的增加難度了)。

1. 雙重檢查

   public class Singleton {
   
      // 私有化構造器，方式直接通過new的方式創建
      private Singleton() {}
   
      // 提供全局的實例對象，接收創建值(懶加載)
      private static volatile Singleton instance;
   
      // 提供獲取實例的方法
      public static Singleton getInstance() {
   
          //重點1：通過 instance == null 判斷當前 instance是否為null,如果不等于null,直接返回值
          if (instance == null) {
              //重點2：通過synchronized關鍵字控制線程安全
              synchronized (Singleton.class) {
                  //重點3：synchronized內只有一個線程在執行，這時候根據對象是否為null,判斷是否創建。
                  if (instance == null) {
                      instance = new Singleton();
                  }
              }
          }
          return instance;
      }
   
       public void method(){}
   }

   • 問題1：為什么 instance 要判斷2次是否 == null ？

     synchronized (Singleton.class) {           
     if (instance == null) {
      instance = new Singleton();
     }
     }
     //1.synchronized內部的instance == null是防止重復創建實例的。比如有兩個線程A,B. A在進入到synchronized的時候，B可能也在synchronized外等待了。A線程創建instance成功后，B再進入線程，此時可根據synchronized內部的instantce == null來控制B直接使用，防止重新創建。
     //2.synchronized外部的instance == null 是控制效率的。如果此時已經存在instance對象時，再來一個線程C,此時無需執行synchronized部分代碼，直接返回。提高了執行效率。(都知道synchronized比較慢【狗頭】)

   • 問題2：volatile是干嗎的？

     volatile這個關鍵字是個很大的話題，涉及到內存模型。

     簡單來講：volatile讓變量每次在使用的時候，都從主存中取。而不是從各個線程的“工作內存”。

2. 靜態內部類

   利用靜態內部類的加載機制來實現的單例

   public class Singleton {
   
      private Singleton() {}
   
      //1.靜態內部類機制：在Singleton加載的時候，SingletonInstance類不會立即被加載。實現了懶加載的功能
      //2.在調用SingletonInstance.INSTANCE會立即加載，且是線程安全的。
      public static class SingletonInstance {
          private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
      }
      // 提供獲取實例的方法
      public static Singleton getInstance() {
          return SingletonInstance.INSTANCE;
      }
   
      public void method(){}
   }

3. 枚舉

   推薦使用，利用枚舉的機制實現單例。不僅能避免多線程同步問題，還能防止反序列化重新創建新的對象。

   public enum Singleton {
      INSTANCE;
      public void method(){}
   }

   • 問題1：public void method(){} 是干嗎的？

     我在開始學習時也遇到這個問題，懂的自然懂，不懂的很困惑。網上搜資料也都寫的一模一樣。

     答案很簡單，一句話。使用單例模式，是為了創建唯一的實例。那么創建了這個實例之后，用它干嗎呢？對，自然是要調用它所在的類的方法。public void method(){}就是你要調用的方法。

     其他的教程中雙重檢查 和 靜態內部類 只寫了獲取實例，沒有寫public void method(){} ,所以才造成困惑。細心的童鞋可能注意到了，我這三個單例模式都寫了public void method(){}。趕快為了我的細心點個贊吧。

   最后溫馨提醒下，枚舉最簡單，也是推薦方法，趕快多練習幾遍，面試時秒殺面試官吧！

jdk中單例的應用

java.lang.Runtime

public class Runtime {
    private static Runtime currentRuntime = new Runtime();

    /**
     * Returns the runtime object associated with the current Java application.
     * Most of the methods of class <code>Runtime</code> are instance
     * methods and must be invoked with respect to the current runtime object.
     *
     * @return  the <code>Runtime</code> object associated with the current
     *          Java application.
     */
    public static Runtime getRuntime() {
        return currentRuntime;
    }

    /** Don't let anyone else instantiate this class */
    private Runtime() {}

}

其他應用

數據源、session工廠等