小白算法_楔子

前言

筆者屬于算法小白一枚，本系列文章屬于算法的學(xué)習(xí)筆記恨旱，也希望能給算法小小白起到些許的指引作用座慰。如果有算法大佬不小心點(diǎn)了進(jìn)來，只能說一聲抱歉打擾了械荷。

思考

作為本系列文章的楔子共耍，我們今天不討論算法解題，而是來談?wù)勔粋€老朋友：單例模式吨瞎。相信大家對單例是非常熟悉的痹兜，但是如果要讓你手寫單例呢？寫起來磕磕碰碰還是嫻熟流暢颤诀？你會寫幾種字旭？分別有什么區(qū)別？現(xiàn)在大家都在往 kotlin 轉(zhuǎn)崖叫，那么在 kotlin 里面使用 object 關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)的單例又采用的是哪種實(shí)現(xiàn)方式呢遗淳？筆者從事 android 開發(fā)多年，在幾個互聯(lián)網(wǎng)大廠的面試中心傀，經(jīng)歷了兩次手寫單例的考驗(yàn)屈暗，所以在這里以手寫單例為楔子，為后面的手寫算法起一個拋磚引玉的作用脂男。

正文

什么是單例模式

在同一個進(jìn)程中养叛，有些時候我們需要某個類同時只保留一個對象，這個時候就應(yīng)該考慮單例模式的設(shè)計(jì)疆液。

單例模式的特點(diǎn)

單例模式只能有一個實(shí)例對象
單例模式必須創(chuàng)建自己的唯一實(shí)例
單例模式必須對外部提供這一實(shí)例

單例模式的實(shí)現(xiàn)

餓漢式

public class Singleton {

    private static Singleton INSTANCE = new Singleton();

    private Singleton(){
    }

    public static Singleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

優(yōu)點(diǎn)：線程安全一铅，使用沒有延遲。
缺點(diǎn)：類加載即初始化實(shí)例堕油，內(nèi)存浪費(fèi)潘飘。

面試官追問：為什么線程安全肮之？

餓漢式本質(zhì)上是使用的是靜態(tài)變量。
在類加載的過程中卜录，靜態(tài)變量就會進(jìn)行初始化戈擒。
靜態(tài)變量只會初始化一次，并且被所有的對象所共享艰毒。

懶漢式

public class Singleton {

    private volatile static Singleton INSTANCE = null;

    private Singleton() {
    }

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

優(yōu)點(diǎn)：懶加載節(jié)省資源筐高，線程安全。
缺點(diǎn)：線程同步存在性能損耗

面試官追問：為什么采用雙重鎖檢驗(yàn)丑瞧？為什么使用 volatile 關(guān)鍵字柑土？

線程同步是存在性能損耗的，我們只需要在實(shí)際創(chuàng)建對象的時候進(jìn)行同步绊汹，而不需要同步多余的代碼稽屏。
第一重校驗(yàn)不為 null 的時候，直接返回對象西乖。否則準(zhǔn)備創(chuàng)建對象狐榔，此時需要進(jìn)行線程同步。
在創(chuàng)建對象之前還需要進(jìn)行第二重校驗(yàn)获雕，是為了確保等待同步的線程不會重復(fù)創(chuàng)建對象薄腻。
使用 volatile 關(guān)鍵字是為了禁止指令重排，確保對象初始化完全届案。

靜態(tài)內(nèi)部類

public class Singleton {

    private Singleton() {
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

優(yōu)點(diǎn)：懶加載節(jié)省資源庵楷，無性能損耗的線程安全

面試官追問：如何實(shí)現(xiàn)的懶加載？為什么線程安全

靜態(tài)內(nèi)部類只有被調(diào)用的時候才會加載萝玷，滿足懶加載嫁乘。
靜態(tài)內(nèi)部類在加載的時候，jvm 會保證線程安全球碉。

總結(jié)

單例模式的實(shí)現(xiàn)很多蜓斧，我們這里只取精華，只講重點(diǎn)睁冬。最關(guān)鍵的是在面試過程中挎春，你是否可以在純文本編輯的環(huán)境下嫻熟的手寫以上幾種不同的單例，然后從容的告訴面試官它們之間的區(qū)別豆拨，最后再承受住面試官深挖的幾個為什么直奋。

借一句古語，與諸君共勉：紙上得來終覺淺施禾，絕知此事要躬行脚线。

一個小小的單例提醒了我們，在后面的算法學(xué)習(xí)中要腳踏實(shí)地的手寫算法解題弥搞，切記不可只做頭腦風(fēng)暴邮绿。在大廠的高級職位面試過程中渠旁，面試官最喜歡做的就是讓求職者手寫點(diǎn)代碼。不需要太多船逮，也不需要太難顾腊，就已經(jīng)可以看出很多東西了。兩位求職者挖胃，一個手寫起來嫻熟流暢杂靶，代碼強(qiáng)壯，格式工整酱鸭。另外一個先不說測試用例是否通過吗垮，寫的過程都磕磕碰碰。你是面試官凹髓，你會如何抉擇呢抱既？

最后附上 kotlin 通過 object 關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)單例的字節(jié)碼反編譯出來的 java 源代碼，跟你想的是否一樣呢扁誓？

public final class Singleton {
   public static final Singleton INSTANCE;

   private Singleton() {
   }

   static {
      Singleton var0 = new Singleton();
      INSTANCE = var0;
   }
}