java高频面试题-设计模式

1 你所知道的设计模式有哪些？

Java 中一般认为有 23 种设计模式，我们不需要所有的都会，但是其中常用的几种设计模式应该去掌握。下面列出了所有的设计模式。需要掌握的设计模式我单独列出来了，当然能掌握的越多越好。

总体来说设计模式分为三大类：

创建型模式，共5种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

结构型模式，共7种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

行为型模式，共11种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

2 单例设计模式？

2.1单例模式定义

单例模式确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中，线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口，系统应当集中管理这些通信端口，以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。总之，选择单例模式就是为了避免不一致状态。

2.2 单例模式的特点

● 单例类只能有一个实例。

● 单例类必须自己创建自己的唯一实例。

● 单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

单例模式保证了全局对象的唯一性，比如系统启动读取配置文件就需要单例保证配置的一致性。

2.3 单例的四大原则

● 构造器私有化

● 以静态方法或者枚举返回实例

● 确保实例只有一个，尤其是多线程环境

● 确保反序列化时不会重新构建对象

2.4 实现单例模式的方式

（1）饿汉式（立即加载）：

饿汉式单例在类加载初始化时就创建好一个静态的对象供外部使用，除非系统重启，这个对象不会改变，所以本身就是线程安全的。

Singleton通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化，在同一个虚拟机范围内，Singleton的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。（事实上，通过Java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的，会使Java单例实现失效）

 package com.atguigu.interview.chapter02;
/**
 * @author : atguigu.com
 * @since 2019/7/22
 *
 * 饿汉式（立即加载）
 */
 public class Singleton1 {
/**
 * 私有构造
 */
 private Singleton1() {
 System.out.println("构造函数Singleton1");
}
/**
 * 初始值为实例对象
 */
 private static Singleton1 single = new Singleton1();
/**
 * 静态工厂方法
 * @return 单例对象
 */
 public static Singleton1 getInstance() {
 System.out.println("getInstance");
return single;
}
 public static void main(String[] args){
 System.out.println("初始化");
 Singleton1 instance = Singleton1.getInstance();
}
}

（2）懒汉式（延迟加载）：

该示例虽然用延迟加载方式实现了懒汉式单例，但在多线程环境下会产生多个Singleton对象

 package com.atguigu.interview.chapter02;
/**
 * @author : atguigu.com
 * @since 2019/7/22
 *
 * 懒汉式（延迟加载）
 */
 public class Singleton2 {
/**
 * 私有构造
 */
 private Singleton2() {
 System.out.println("构造函数Singleton2");
}
/**
 * 初始值为null
 */
 private static Singleton2 single = null;
/**
 * 静态工厂方法
 * @return 单例对象
 */
 public static Singleton2 getInstance() {
if(single == null){
 System.out.println("getInstance");
 single = new Singleton2();
}
return single;
}
 public static void main(String[] args){
 System.out.println("初始化");
 Singleton2 instance = Singleton2.getInstance();
}
}

（3）同步锁（解决线程安全问题）：

在方法上加synchronized同步锁或是用同步代码块对类加同步锁，此种方式虽然解决了多个实例对象问题，但是该方式运行效率却很低下，下一个线程想要获取对象，就必须等待上一个线程释放锁之后，才可以继续运行。

 package com.atguigu.interview.chapter02;
/**
 * @author : atguigu.com
 * @since 2019/7/22
 *
 * 同步锁（解决线程安全问题）
 */
 public class Singleton3 {
/**
 * 私有构造
 */
 private Singleton3() {}
/**
 * 初始值为null
 */
 private static Singleton3 single = null;
 public static Singleton3 getInstance() {
 // 等同于 synchronized public static Singleton3 getInstance()
synchronized(Singleton3.class){
 // 注意：里面的判断是一定要加的，否则出现线程安全问题
if(single == null){
 single = new Singleton3();
}
}
return single;
}
}