《设计模式笔记》01 之 简洁高效的聊聊单例模式

设计模式是优秀程序员的必备技能，在面试中也会经常提到。

• 前言

  IT行业是跳槽率较高的行业，这就不频繁的去面试。我作为面试官，如果候选者其他知识都OK的话，最后就会提到**设计模式相关的内容。如果回答的一知半解的话，我会跟他说让他来做项目。如果回答的比较好的话，会直接安排到产品组。

• 作用

  保证了系统内存中该类只有一个对象实例，节省系统资源。对于需要频繁创建销毁的对象，提高系统性能

• 场景

  需要频繁创建、销毁的对象，创建对象耗时过多或耗费资源过多，但又经常用到的对象。

• 开始

  单例模式是设计模式中比较简单的一种。绝大多数程序员对单例模式都比较熟悉(我刚开始学的时候，好多次都没坚持把23种设计模式学完，造成的后果就是单例模式反反复复学了好多遍【狗头】)。

  单例模式在业界分为8种。这么多种其实不用全都学习，主要关注下线程安全的3种即可。(其他的就不要再学习，人为的增加难度了)。

  1. 双重检查

     public class Singleton {
     
      // 私有化构造器，方式直接通过new的方式创建
      private Singleton() {}
     
      // 提供全局的实例对象，接收创建值(懒加载)
      private static volatile Singleton instance;
     
      // 提供获取实例的方法
      public static Singleton getInstance() {
     
          //重点1：通过 instance == null 判断当前 instance是否为null,如果不等于null,直接返回值
          if (instance == null) {
              //重点2：通过synchronized关键字控制线程安全
              synchronized (Singleton.class) {
                  //重点3：synchronized内只有一个线程在执行，这时候根据对象是否为null,判断是否创建。
                  if (instance == null) {
                      instance = new Singleton();
                  }
              }
          }
          return instance;
      }
     
     public void method(){}
     }

     • 问题1：为什么 instance 要判断2次是否 == null ？

     synchronized (Singleton.class) {           
      if (instance == null) {
        instance = new Singleton();
      }
     }
     //1.synchronized内部的instance == null是防止重复创建实例的。比如有两个线程A,B. A在进入到synchronized的时候，B可能也在synchronized外等待了。A线程创建instance成功后，B再进入线程，此时可根据synchronized内部的instantce == null来控制B直接使用，防止重新创建。
     //2.synchronized外部的instance == null 是控制效率的。如果此时已经存在instance对象时，再来一个线程C,此时无需执行synchronized部分代码，直接返回。提高了执行效率。(都知道synchronized比较慢【狗头】)

     • 问题2：volatile是干吗的？

     volatile这个关键字是个很大的话题，涉及到内存模型。

     简单来讲：volatile让变量每次在使用的时候，都从主存中取。而不是从各个线程的“工作内存”。

  2. 静态内部类

     利用静态内部类的加载机制来实现的单例

     public class Singleton {
     
      private Singleton() {}
     
      //1.静态内部类机制：在Singleton加载的时候，SingletonInstance类不会立即被加载。实现了懒加载的功能
      //2.在调用SingletonInstance.INSTANCE会立即加载，且是线程安全的。
      public static class SingletonInstance {
          private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
      }
      // 提供获取实例的方法
      public static Singleton getInstance() {
          return SingletonInstance.INSTANCE;
      }
     
      public void method(){}
     }

  3. 枚举

     推荐使用，利用枚举的机制实现单例。不仅能避免多线程同步问题，还能防止反序列化重新创建新的对象。

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

     • 问题1：public void method(){} 是干吗的？

     我在开始学习时也遇到这个问题，懂的自然懂，不懂的很困惑。网上搜资料也都写的一模一样。

     答案很简单，一句话。使用单例模式，是为了创建唯一的实例。那么创建了这个实例之后，用它干吗呢？对，自然是要调用它所在的类的方法。public void method(){}就是你要调用的方法。

     其他的教程中双重检查 和 静态内部类 只写了获取实例，没有写public void method(){} ,所以才造成困惑。细心的童鞋可能注意到了，我这三个单例模式都写了public void method(){}。赶快为了我的细心点个赞吧。

     最后温馨提醒下，枚举最简单，也是推荐方法，赶快多练习几遍，面试时秒杀面试官吧！

• jdk中单例的应用

  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 Runtime are instance
     * methods and must be invoked with respect to the current runtime object.
     *
     * @return  the Runtime object associated with the current
     *          Java application.
     */
    public static Runtime getRuntime() {
        return currentRuntime;
    }
  
    /** Don't let anyone else instantiate this class */
    private Runtime() {}
  
  }

• 其他应用

  数据源、session工厂等