图片.png
人的一生就像在攀登高峰，勤奋是你踏实稳健的双脚，信念是你指引前行的向导，勇敢是你孜孜追寻的恒心。开心日到了，愿你站稳双脚，确定方向，向着你的理想巅峰勇敢前行，不用怕，未来就在你的脚下。

作为一名面试官，我在面试别人的时候，经常反复拿来问别人的一个问题，最近详细整理了一下，跟大家分享一下。总结的不好的地方或者有不同见解的地方欢迎大家私聊我一起探讨。

图片.png

你真的确定你会单例模式？

考点在volatile和双层检测
是否用过枚举
所谓“单例模式”，就是采用某些手段保证在整个系统运行过程中，对于某个类只能让其生产出唯一的一个对象

1. 饿汉式

实现步骤
- 构造器私有化 (防止 new )
- 类的内部创建对象
- 向外暴露一个静态的公共方法

1.1 静态常量

// 饿汉式(静态变量)
class Sun {

   // 1.构造器私有化, 外部能 new
   private Sun() {
   }

   // 2.本类内部创建对象实例
   private final static Sun instance = new Sun();

   // 3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
   public static Sun getInstance() {
    return instance;
   }
}
复制代码

优点：这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。
缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到 Lazy Loading 的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费
这种方式基于 classloder 机制避免了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法，但是导致类装载的原因有很多种，因此不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 就没有达到 lazy loading 的效果
结论：这种单例模式可用，可能造成内存浪费

1.2 静态代码块

// 饿汉式(静态变量)
class Sun {
   // 1.构造器私有化, 外部能 new
   private Sun() {
   }

   //2.本类内部创建对象实例尚硅谷 Java 设计模式
   private static Sun instance;

   static { // 在静态代码块中，创建单例对象
    instance = new Sun();
   }

   // 3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
   public static Sun getInstance() {
    return instance;
   }
}
复制代码

优缺点同上：

这种方式和上面的方式其实类似，只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中，也是在类装载的时候，就执行静态代码块中的代码，初始化类的实例。
结论：这种单例模式可用，但是可能造成内存浪费

2. 懒汉式

2.1 线程不安全

// 懒汉式
class Sun {

   // 1.构造器私有化, 外部能 new
   private Sun() {
   }

   // 2.仅声明对象实例
   private final static Sun instance;

   // 3.提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建 instance
   public static Sun getInstance() {
    if(instance == null) {
        instance = new Sun();
       }
       return instance;
   }
}
复制代码

优点：起到了 Lazy Loading 的效果，但是只能在单线程下使用。
缺点：如果在多线程下，一个线程进入了 if (instance == null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式
结论：在实际开发中，不要使用这种方式

2.2 线程安全，同步方法

// 懒汉式
class Sun {

   // 1.构造器私有化, 外部能 new
   private Sun() {
   }

   // 2.仅声明对象实例
   private final static Sun instance;

   // 3.提供一个静态的公有方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
   public static synchronized Sun getInstance() {
    if(instance == null) {
        instance = new Sun();
       }
       return instance;
   }
}
复制代码

优点：解决了线程安全问题
缺点：效率太低，每个线程在想获得类的实例时候，执行 getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接 return 就行了。方法进行同步效率太低
结论：在实际开发中，不推荐使用这种方式

2.3 线程安全，同步代码块

// 懒汉式
class Sun {

   // 1.构造器私有化, 外部能 new
   private Sun() {
   }

   // 2.仅声明对象实例
   private final static Sun instance;

   // 3.提供一个静态的公有方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
   public static Sun getInstance() {
    if(instance == null) {
           synchronized(Sun.class){}
         instance = new Sun();
        }
       }
       return instance;
   }
}
复制代码

不推荐，理由同上

2.4 DCL

Double Check Lock：双层检测锁

// 懒汉式
class Sun {

   // 1.构造器私有化, 外部能 new
   private Sun() {
   }

   // 2.仅声明对象实例
   private final static Sun instance;

   // 3.提供一个静态的公有方法，加入双重检查代码，解决线程安全问题, 同时解决懒加载问题
   public static Sun getInstance() {
    if(instance == null) {
           synchronized(Sun.class){
               if(instance == null) {
                   instance = new Sun();
               }
           }
       }
       return instance;
   }
}
复制代码

Double-Check 概念是多线程开发中常使用到的，如代码中所示，我们进行了两次 if (instance == null)检查，这样就可以保证线程安全了。
这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断 if (singleton == null)，直接 return 实例化对象，也避免的反复进行方法同步.
线程安全；延迟加载；效率较高
结论：在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式，如果再加上volatile关键字，就完美了

2.5 静态内部类

// 静态内部类完成， 推荐使用
class Sun {
   private static volatile Sun instance;

   //构造器私有化
   private Sun() {}

   //写一个静态内部类,该类中有一个静态属性 Singleton
   private static class SunInstance {
    private static final Sun INSTANCE = new Sun();
   }

   //提供一个静态的公有方法，直接返回 SingletonInstance.INSTANCE
   public static synchronized Sun getInstance() {
    return SunInstance.INSTANCE;
   }
}
复制代码

这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程
静态内部类方式在 Sun类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用 getInstance 方法，才会装载 SunInstance类，从而完成 Sun的实例化。
类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM 帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。
优点：避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高
结论：推荐使用.

2.6 枚举单例

class Fire{
}

public enum Sun {
   INSTANCE;
   private Fire instance;
   private Sun() {
       instance = new Fire();
   }
   public Fire getInstance() {
       return instance;
   }
}

public class TestEnumInstance {
  public static void main(String[] args) {
   Fire f1 = Sun.INSTANCE.getInstance();
   Fire f2 = Sun.INSTANCE.getInstance();

   System.out.println(f1 == f2);
   System.out.println(f1.hashCode() == f2.hashCode());
  }
}
复制代码

上面的类Fire是我们要应用单例模式的资源，具体可以表现为网络连接，数据库连接，线程池等等。
获取资源的方式很简单，只要 Sun.INSTANCE.getInstance() 即可获得所要实例。
下面我们来看看单例是如何被保证的：
- 首先，在枚举中我们明确了构造方法限制为私有，在我们访问枚举实例时会执行构造方法，同时每个枚举实例都是static final类型的，也就表明只能被实例化一次。在调用构造方法时，我们的单例被实例化。
- 也就是说，因为enum中的实例被保证只会被实例化一次，所以我们的INSTANCE也被保证实例化一次。
可以看到，枚举实现单例还是比较简单的，除此之外我们再来看一下Enum这个类的声明：

public abstract class Enum>
       implements Comparable, Serializable
复制代码

枚举提供了序列化机制。借助 JDK1.5 中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象
这种方式是《Effective Java》作者 Josh Bloch 提倡的方式，原文中：

单元素的枚举类型已经成为实现Singleton的最佳方法。
复制代码

注意事项

单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能
当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用 new
单例模式使用的场景：需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即：重量级对象)，但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(比如数据源、session 工厂等)