前段時(shí)間參加了幾場(chǎng)面試咨堤，正式面試之前都需要你先做一份筆試題菇篡，我發(fā)現(xiàn)有三家公司的筆試題都出現(xiàn)了同一個(gè)題目：寫出一個(gè)你認(rèn)為最優(yōu)的單例實(shí)現(xiàn)方式？
單例模式一喘，23種設(shè)計(jì)模式中很常見(jiàn)的一種驱还，意思就是一個(gè)類只能有一個(gè)對(duì)象實(shí)例。此題一出凸克，腦子里是不是立馬回想起當(dāng)年課堂上講的兩種方式“懶漢式”和“餓漢式”议蟆，是不是心中暗喜面試有戲了，但只有這兩種嗎萎战？這兩種是最優(yōu)的嗎咐容？如果你真的只知道這兩種，只能送你一句話：城市套路深撞鹉，還是回農(nóng)村疟丙。
下面就介紹下幾種單例實(shí)現(xiàn)方式：
1颖侄、懶漢式（非線程安全）
public class SingletonTest {
private static SingletonTest instance;
//注意構(gòu)造方法的訪問(wèn)控制符是private
private SingletonTest(){}
public static SingletonTest getInstance(){
if(instance == null){
instance = new SingletonTest();
}
return instance;
}
}
這種懶加載方式缺點(diǎn)很明顯，多個(gè)線程執(zhí)行時(shí)享郊，就出問(wèn)題了览祖，可以簡(jiǎn)單測(cè)試下。
public class SingletonMain {
public static void main(String[] args) {
Test test = new Test();
Thread thread1 = new Thread(test, "線程1");
Thread thread2 = new Thread(test, "線程2");
Thread thread3 = new Thread(test, "線程3");
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
}
public static class Test implements Runnable{
@Override
public void run() {
SingletonTest instance = SingletonTest.getInstance();
System.out.println(instance.hashCode());
}
}
}
執(zhí)行結(jié)果：
可以看出炊琉，當(dāng)啟動(dòng)三個(gè)線程后展蒂，所獲取的對(duì)象實(shí)例有三個(gè)不同的哈希碼（不一定每次都是三個(gè)不一樣的，如果是同一個(gè)對(duì)象實(shí)例苔咪，哈希碼必定一樣）锰悼，獲取了三個(gè)不同的對(duì)象，所以這種懶加載方式已經(jīng)失去了單例的意義团赏。
2箕般、懶漢式（線程安全）
與第1種相比，區(qū)別只是在getInstance()前加了synchronized舔清，鎖定對(duì)象是整個(gè)類丝里。
public class SingletonTest {
private static SingletonTest instance;
//注意構(gòu)造方法的訪問(wèn)控制符是private
private SingletonTest(){}
public static synchronized SingletonTest getInstance(){
if(instance == null){
instance = new SingletonTest();
}
return instance;
}
}
繼續(xù)執(zhí)行上面的小測(cè)試，可以看到獲取的哈希碼都相同（還可以再多創(chuàng)建幾個(gè)線程）体谒，可以看出此方法在多線程下可以正常工作杯聚，只是效率較低，99%的情況下不用同步抒痒。
3幌绍、餓漢式
public class SingletonTest {
private static SingletonTest instance = new SingletonTest();
//注意構(gòu)造方法的訪問(wèn)控制符是private
private SingletonTest(){}
public static SingletonTest getInstance(){
return instance;
}
}
這種方式在多線程情況下亦能正常工作，調(diào)用對(duì)象的時(shí)候不用創(chuàng)建故响，直接使用已經(jīng)創(chuàng)建好的對(duì)象傀广，節(jié)省了時(shí)間，但是卻占用了空間彩届，因instance在類裝載時(shí)就實(shí)例化主儡。
4、靜態(tài)內(nèi)部類（推薦）
public class SingletonTest {
private static class SingletonHolder{
private static SingletonTest instance = new SingletonTest();
}
//注意構(gòu)造方法的訪問(wèn)控制符是private
private SingletonTest(){}
public static SingletonTest getInstance(){
return SingletonHolder.instance;
}
}
相比第2惨缆、3種方式，這種方式不僅是線程安全的丰捷，而且實(shí)現(xiàn)了延遲初始化坯墨。SingletonTest 被裝載了，instance不一定實(shí)例化病往，因?yàn)镾ingletonHolder類沒(méi)有被主動(dòng)使用捣染，只有顯示通過(guò)調(diào)用getInstance方法時(shí)，才會(huì)顯示裝載SingletonHolder類停巷，從而實(shí)例化instance耍攘。
5榕栏、雙重檢查加鎖（DCL）
針對(duì)第2種懶漢式（線程安全）的實(shí)現(xiàn)方式的缺點(diǎn)，如果getInstance()方法被多個(gè)線程頻繁調(diào)用蕾各，勢(shì)必導(dǎo)致性能的下降扒磁。因此，出現(xiàn)了DCL這種方式式曲，通過(guò)兩次檢查鎖定來(lái)降低同步的開銷妨托。
public class SingletonTest { //1
private static SingletonTest instance; //2
//注意構(gòu)造方法的訪問(wèn)控制符是private //3
private SingletonTest(){} //4
public static SingletonTest getInstance(){ //5
if(instance == null){ //6
synchronized (SingletonTest.class){ //7
if(instance == null){ //8
instance = new SingletonTest(); //9
}
}
}
return instance;
}
}
創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象正常的套路應(yīng)該是：①分配對(duì)象的內(nèi)存空間；②初始化對(duì)象吝羞；③設(shè)置instance指向內(nèi)存空間兰伤。這種方式看似沒(méi)有問(wèn)題，但如果在多線程環(huán)境下發(fā)生了重排序（重排序是指編譯器和處理器為了優(yōu)化程序性能而對(duì)指令序列進(jìn)行重新排序的一種方式钧排，但必須保證排序后程序的執(zhí)行結(jié)果不變敦腔，也就是as-if-serial語(yǔ)義），比如說(shuō)執(zhí)行到第6行恨溜，發(fā)現(xiàn)instance不為null符衔，但是instance可能還沒(méi)有完成初始化，就會(huì)訪問(wèn)一個(gè)未初始化的對(duì)象筒捺，就有問(wèn)題了柏腻。
如果發(fā)生了重排序，在單線程和多線程下的時(shí)序圖如下（波浪線上為單線程系吭，波浪線下為多線程）：
那如果禁止第2步和第3步重排序不就解決了嗎五嫂？只需要把instance聲明為volatile即可，實(shí)現(xiàn)線程安全的延遲初始化肯尺。（關(guān)于volatile特性沃缘，后續(xù)介紹）
public class SingletonTest {
private volatile static SingletonTest instance;
//注意構(gòu)造方法的訪問(wèn)控制符是private
private SingletonTest(){}
public static SingletonTest getInstance(){
if(instance == null){
synchronized (SingletonTest.class){
if(instance == null){
instance = new SingletonTest();
}
}
}
return instance;
}
}
總結(jié)
本篇主要介紹了實(shí)現(xiàn)單例的幾種方式，只有第1種方式是線程非安全的则吟，其余的幾種方式中槐臀，第2種效率低一點(diǎn)，第3種占用空間多一點(diǎn)氓仲，第5種主要是彌補(bǔ)第2種的缺點(diǎn)水慨，比較推薦使用第4種方式，線程安全敬扛，并且實(shí)現(xiàn)了延遲初始化晰洒。
略陳固陋，如有不當(dāng)之處啥箭，歡迎各位看官批評(píng)指正谍珊！
