【Java面试指北】单例模式

大数据王小皮2024-04-10 20:55

单线程下的单例模式：

java 复制代码

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

几个关键点：

static 修饰：表名属于类而不是类对象，不会每生成一个新的类对象都新生成一份。并且可以在不创建类对象的情况下直接调用。
为什么构造函数是private 类型？不然呢，开放了构造函数还怎么单例。
为什么不把单例的逻辑放到构造函数中？在 Singleton() 中调用 Singleton() 么，那不是死循环了。
类中的单例变量是 private 类型的，不能直接访问，要通过 getInstance() 来获取。

多线程下的单例模式：

和单线程有什么区别？

需要考虑线程安全问题
需要考虑效率问题

方法一：

只需要给 getInstance 方法添加 synchronized 关键字即可。

java 复制代码

public static synchronized Singleton getInstance() {

问题：每次访问都要同步，会降低性能。

方法二：

双重检查锁定

java 复制代码

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

关键点：

性能优化：将 synchronized 放到实际创建时，只有第一次实例未创建才会同步，后续都不会。
为什么要双重检查 instance==null？第一次检查完，有可能被别的线程先创建了。
为什么 instance 要用 volatile 修饰？
- 因为 new Singleton() 不是一个单一的操作，会存在指令重排的问题。
- 1、为 instance 分配内存空间。2、初始化 instance。3、将 instance 指向分配的内存地址。
- 如果指令重拍后，变为了 1-3-2，那么其他线程可能会拿到一个还没初始化的 instance。
为什么有了 volatile 还需要 synchronized？
- 因为 volatile 不保证原子性。