以下文章來源于公眾號程序員面試現(xiàn)場 ，作者面試現(xiàn)場

單例，大家肯定都不陌生克蚂，這是Java中很重要的一個設(shè)計(jì)模式闺鲸。其實(shí)單例模式看上去簡單，實(shí)際上卻又很多容易被忽視的地方埃叭，因?yàn)樗婕暗揭恍┚€程安全的問題翠拣，稍不留神就可能入坑。

本文游盲，就通過一次面試經(jīng)歷來深入介紹下和單例有關(guān)的那點(diǎn)事兒误墓！本文的第一人稱是面試候選人！

之所以會聊到單例益缎，是因?yàn)槊嬖囌叩暮啔v上寫了"熟悉常用的設(shè)計(jì)模式"谜慌，面試官在問他熟悉哪種設(shè)計(jì)模式的時候，我回答"自己對單例比較了解"莺奔，但是面試沒等結(jié)束欣范，我就發(fā)現(xiàn)我還是太年輕了。

Q：你日常開發(fā)中都是怎么實(shí)現(xiàn)單例的呀令哟？
A：我一般使用懶漢模式實(shí)現(xiàn)單例的恼琼。
Q：你用的懶漢方式實(shí)現(xiàn)的單例是線程安全的嗎？
A：（這我知道屏富，我用的肯定是線程安全的）我使用的時候晴竞，用了synchronized，所以我的實(shí)現(xiàn)是線程安全的狠半。

懶漢模式
所謂"懶漢"噩死，指的是并不會事先初始化出單例對象，而是在第一次使用的時候再進(jìn)行初始化神年，懶漢模式有兩種寫法已维，分別是線程安全的和非線程安全的。

線程不安全的懶漢模式：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton (){}

    public static Singleton getInstance() {
    if (instance == null) {
        instance = new Singleton();
    }
    return instance;
    }
}

線程安全的懶漢模式：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton (){}
    public static synchronized Singleton getInstance() {
    if (instance == null) {
        instance = new Singleton();
    }
    return instance;
    }
}

Q：那你知道懶漢模式有什么優(yōu)缺點(diǎn)嗎已日？
A：（這還能難道我么垛耳？）懶漢模式可以在第一次真正用到的時候再實(shí)例化，避免了創(chuàng)建無效的對象飘千。但是缺點(diǎn)是第一次使用的時候需要耗費(fèi)時間進(jìn)行對象的初始化堂鲜。

這個時候我已經(jīng)有點(diǎn)竊喜了，感覺面試官問的問題完全在我的射程范圍內(nèi)占婉，哈哈哈...

Q：那除了懶漢模式泡嘴，餓漢你有了解嗎甫恩？
A：（我就猜到他會問這個逆济，其實(shí)在回答懶漢的時候我已經(jīng)知道了）我知道的，餓漢就是在類初始化的時候創(chuàng)建單例對象。

Q：具體是怎么實(shí)現(xiàn)的呢奖慌？如何在類初始化是創(chuàng)建對象抛虫？
A：（剛問的時候我稍微有點(diǎn)懵，不過很快反應(yīng)過來了）就是使用static定義全局對象简僧，在對象聲明的時候直接new一個對象建椰，或者使用靜態(tài)代碼塊。

餓漢模式
所謂"餓漢"岛马，是指等不及要趕緊創(chuàng)建單例對象棉姐，即在類加載的過程中就進(jìn)行單例對象的創(chuàng)建。具體實(shí)現(xiàn)方式也有多種啦逆。
餓漢模式：

public class Singleton {  
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton (){}
    public static Singleton getInstance() {
    return instance;
    }
}

餓漢模式變種：

public class Singleton {
    private Singleton instance = null;
    static {
    instance = new Singleton();
    }
    private Singleton (){}
    public static Singleton getInstance() {
    return this.instance;
    }
}

Q：那餓漢模式是線程安全的嗎伞矩？
A：額....應(yīng)該是吧，嗯夏志，（我要堅(jiān)定乃坤，不能讓面試官看出我不會）是的，是線程安全的沟蔑。
Q：為什么餓漢模式是線程安全的呢湿诊？怎么實(shí)現(xiàn)的呢？
A：（回答上一個問題的時候我就有點(diǎn)發(fā)慌了瘦材，果然還是逃不過去）應(yīng)該是類加載的時候線程安全的吧厅须？（這個我真的是不太確定，也是有點(diǎn)緊張食棕，沒回答好）

餓漢如何保證線程安全
通過定義靜態(tài)的成員變量九杂，以保證單例對象可以在類初始化的過程中被實(shí)例化。
這其實(shí)是利用了ClassLoader的線程安全機(jī)制宣蠕。ClassLoader的loadClass方法在加載類的時候使用了synchronized關(guān)鍵字例隆。
所以， 除非被重寫抢蚀，這個方法默認(rèn)在整個裝載過程中都是線程安全的镀层。所以在類加載過程中對象的創(chuàng)建也是線程安全的。
Q：好的皿曲，沒關(guān)系唱逢，那雙重校驗(yàn)鎖這種單例你有了解嗎？
A：知道一點(diǎn)屋休，就是通過同步代碼塊代替了懶漢模式中的同步方法坞古，來減小鎖的粒度，減少阻塞劫樟。但是避免并發(fā)痪枫，需要進(jìn)行兩次非空判斷织堂，所以叫做雙重鎖校驗(yàn)。

雙重校驗(yàn)鎖實(shí)現(xiàn)單例：

public class Singleton {
    private volatile static Singleton singleton;
    private Singleton (){}
    public static Singleton getSingleton() {
    if (singleton == null) {
        synchronized (Singleton.class) {
            if (singleton == null) {
                singleton = new Singleton();
            }
        }
    }
    return singleton;
    }
}

Q：那你知道為什么已經(jīng)用到了synchronized進(jìn)行了同步奶陈，還需要使用volatile對單例對象進(jìn)行修飾嗎易阳？
A：(這個我還真的沒有注意過，只是胡亂回答了一堆volatile不能保證原子性之類的吃粒。但是面試官不是很滿意潦俺，后來我自己查了一下)

雙重鎖校驗(yàn)的單例中為什么要使用volatile
因?yàn)榫幾g器有可能進(jìn)行指令重排優(yōu)化，使得singleton對象再未完成初始化之前就對其進(jìn)行了賦值徐勃，這樣其他人拿到的對象就可能是個殘缺的對象了事示。使用volatile的目的是避免指令重排。保證先進(jìn)性初始化僻肖，然后進(jìn)行賦值
Q：那你聽說過指令重排嗎很魂？
A：(當(dāng)時我回答沒聽說過，后來才知道檐涝，原來面試官在引導(dǎo)回回答上一個問題遏匆，可惜自己太傻了，這里看出面試官還是比較友善的谁榜。)

慌張幅聘，除了慌張還是慌張...
Q：OK ，沒關(guān)系的窃植，那你還知道有其他方式可以實(shí)現(xiàn)單例嗎帝蒿？
A：好像是使用枚舉可以實(shí)現(xiàn)單例

枚舉實(shí)現(xiàn)單例：

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

Q：知道枚舉實(shí)現(xiàn)單例有什么好處嗎？
A：寫法簡單巷怜，幾行代碼就能搞定了葛超。
Q：還有呢？
A：（還好我看過枚舉的實(shí)現(xiàn)）枚舉其實(shí)底層是依賴Enum類實(shí)現(xiàn)的延塑，這個類的成員變量都是static類型的绣张，并且在靜態(tài)代碼塊中實(shí)例化的，和餓漢有點(diǎn)像关带， 所以他天然是線程安全的侥涵。
Q：還有呢？
A：（我的天宋雏，怎么還有芜飘？）還有的我就不是很清楚了。

枚舉實(shí)現(xiàn)單例的好處
除了寫法簡單磨总，線程安全以外嗦明，枚舉還有一個好處，那就是"枚舉可以解決反序列化會破壞單里的問題"

在枚舉序列化的時候蚪燕，Java僅僅是將枚舉對象的name屬性輸出到結(jié)果中娶牌，反序列化的時候則是通過java.lang.Enum的valueOf方法來根據(jù)名字查找枚舉對象奔浅。同時，編譯器是不允許任何對這種序列化機(jī)制的定制的裙戏，因此禁用了writeObject、readObject厕诡、readObjectNoData累榜、writeReplace和readResolve等方法。

普通的Java類的反序列化過程中灵嫌，會通過反射調(diào)用類的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)來初始化對象壹罚。所以，即使單例中構(gòu)造函數(shù)是私有的寿羞，也會被反射給破壞掉猖凛。由于反序列化后的對象是重新new出來的，所以這就破壞了單例绪穆。

但是辨泳，枚舉的反序列化并不是通過反射實(shí)現(xiàn)的。所以玖院，也就不會發(fā)生由于反序列化導(dǎo)致的單例破壞問題菠红。
Q：好的，那我還有最后一個問題难菌，如果不讓你是用synchronized和lock试溯，你知道怎么實(shí)現(xiàn)一個線程安全的單例嗎？
A：（這個問題很有意思郊酒，我根據(jù)我自己的理解回答了好幾種遇绞，但是好像都不是面試官想要的答案，這是另外一個話題了燎窘，下次再單獨(dú)分享吧摹闽。）