我的面試準備過程--單例模式(更新中)

you_De 發布于2019-08-16 10:37 / 1608人閱讀

摘要：把準備過程紀錄下來，共勉。單例模式有幾種經典寫法，核心思想就是將構造函數私有化，并且通過靜態方法獲取一個唯一的實例。

寫在最前面

導師貪腐出逃美國，兩年未歸，可憐了我。拿了小米和美團的offer，要被延期，offer失效，工作重新找。把準備過程紀錄下來，共勉。

單例模式有幾種經典寫法，核心思想：就是將構造函數私有化，并且通過靜態方法獲取一個唯一的實例。

餓漢式

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

懶漢式

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

雙鎖式

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

關于volatile關鍵字
上面添加了volatile關鍵字，如果沒有volatile關鍵字，在執行instance = new Singleton()時可能會出現問題，偽代碼如下：

inst = allocat();   // 第一步：分配內存  
constructor(inst);  // 第二步：執行構造函數  
instance = inst;    // 第三步：賦值，將instance對象指向分配的內存空間(此時instance就不是null了)

由于Java編譯器允許處理器亂序執行，所以第二步和第三步的順序無法保證。如果第三步先執行完畢、第二步未執行時，有另外的線程調用了instance，由于已經賦值，將判斷不為null，拿去直接使用，但其實構造函數還未執行，成員變量等字段都未初始化，直接使用，就會報錯。這就是DCL失效問題，而且很難復現。

對volatile變量的寫操作，不允許和它之前的讀寫操作打亂順序；對volatile變量的讀操作，不允許和它之后的讀寫亂序。

當一個線程要使用共享內存中的volatile變量時，它會直接從主內存中讀取，而不是使用自己本地內存中的副本。當一個線程對一個volatile變量進行寫時，它會將這個共享變量值刷新到共享內存中。

本節參考 http://blog.csdn.net/hxpjava1...

枚舉類

    public enum Singleton{
        instance;
    }

關于序列化、反序列化

一個enum常量（這里是INSTANCE）代表了一個enum的實例，enum類型只能有這些常量實例。標準保證enum常量（INSTANCE）不能被克隆，也不會因為反序列化產生不同的實例，想通過反射機制得到一個enum類型的實例也不行的。

避免序列化、反序列化時產生多個實例，有兩種解決方法

拋出異常

/** 
 * prevent default deserialization 
 */  
private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException,  
   ClassNotFoundException {  
       throw new InvalidObjectException("can"t deserialize enum");  
}

在readResolve()方法中返回實例

ANY-ACCESS-MODIFIER Object writeReplace() throws ObjectStreamException;  

ANY-ACCESS-MODIFIER Object readResolve() throws ObjectStreamException;

以上兩個方法可以理解為序列化和反序列化過程的入口和出口。writeReplace()返回的對象，就是要被序列化的對象，我們有機會在序列化前把這個對象給換成我們確定好的那個（如果不是“故意搗亂”，暫時沒想到有什么用）；而readResolve()方法就是在反序列化完成得到對象前，把這個對象給換成我們確定好的那個。

/** 
 * 反序列化時內存Hook這段代碼 
 * @return 
 */  
private Object readResolve() {  
    return instance;  
}

本節參考 http://837062099.iteye.com/bl...

靜態內部類

內部類的機制來巧妙實現懶漢式單例模式的實現：Lazy initialization holder class模式。

內部類分為對象級別和類級別，類級內部類指的是，有static修飾的成員變量的內部類。如果沒有static修飾的成員變量的內部類被稱為對象級內部類。

類級內部類相當于其外部類的static成員，它的對象與外部類對象間不存在依賴關系，相互獨立，因此可直接創建。而對象級內部類的實例，是必須綁定在外部對象實例上的。類級內部類只有在第一次被使用的時候才被會裝載。采用類級內部類，在這個類級內部類里面去創建對象實例，能夠讓類裝載的時候不去初始化對象。

當getInstance方法第一次被調用的時候，它第一次讀取SingletonHolder.instance，內部類SingletonHolder類得到初始化；而這個類在裝載并被初始化的時候，會初始化它的靜態域，從而創建Singleton的實例，由于是靜態的域，因此只會在虛擬機裝載類的時候初始化一次，并由虛擬機來保證它的線程安全性。

這個模式的優勢在于，getInstance方法并沒有被同步，并且只是執行一個域的訪問，因此延遲初始化并沒有增加任何訪問成本。

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

本節參考 http://blog.csdn.net/hikvisio...

全文參考 http://blog.csdn.net/u0129753...

GPU云服務器云服務器單例模式單例模式實現單例模式總結 pdo單例模式

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