在面试的时候面试官会问我们常用的一些设计模式,这里先介绍一下单例模式。
- 为什么要使用单例模式
1.控制资源的使用,通过线程同步来控制资源的并发访问;
2.控制实例产生的数量,达到节约系统资源;
3.作为通讯媒介使用,也就是数据共享,它可以在不建立直接关联的条件下,让多个不相关的两个线程或者进程之间实现通讯。
- 有多少种单例模式
1.饿汉式
public class CustomSingleton {
private static CustomSingleton instance = new CustomSingleton();
/**
* 私有默认构造子
*/
private CustomSingleton() {
}
public static CustomSingleton getInstance() {
return instance;
}
}
上面的例子中,这个类被加载的时候,静态变量instance会被初始化,此时类的私有构造方法会调用。此时,单例的实例就会被创建出来。
其实我们很容易理解,饿汉式从字面上就能理解,这个类很饿,不管你用不用,在装载类的时候就创建对象的实例。
2.懒汉式
public class CustomSingleton {
private static CustomSingleton instance = null;
/**
* 私有默认构造子
*/
private CustomSingleton() {
}
public static synchronized CustomSingleton getInstance() {
if (null == instance)
instance = new CustomSingleton();
return instance;
}
}
上面的写法说明懒,每次实例化都会进行判断,看是否需要去创建实例。由于懒汉式的实现线程安全的,这样会降低整个访问的速度,好的我们继续接着看。
3.双重检查加锁
public class CustomSingleton {
private static CustomSingleton instance = null;
/**
* 私有默认构造子
*/
private CustomSingleton() {
}
public static CustomSingleton getInstance() {
if (null == instance) {
synchronized (CustomSingleton.class) {
if (null == instance) {
instance = new CustomSingleton();
}
}
}
return instance;
}
}
双重检查加锁。双重,大家都可以看到先进行第一重检查,判断实例是否存在,再进入同步代码块,然后第二次检查实例是否存在,如果不存在,就是同步的情况下创建一个实例,这样就可以不用在多次创建时在同步情况下进行判断所浪费的时间。这个实现线程安全,同时不太影响性能。
4.Lazy initialization holder class 静态内部类
public class CustomSingleton {
private CustomSingleton() {
}
private static class CustomSingletonHolder {
private static CustomSingleton instance = new CustomSingleton();
}
public static CustomSingleton getInstance() {
return CustomSingletonHolder.instance;
}
}
思路
要想很简单地实现线程安全,可以采用静态初始化器的方式,它可以由JVM来保证线程的安全性。比如前面的饿汉式实现方式。但是这样一来,不是会浪费一定的空间吗?因为这种实现方式,会在类装载的时候就初始化对象,不管你需不需要。
如果现在有一种方法能够让类装载的时候不去初始化对象,那不就解决问题了?一种可行的方式就是采用类级内部类,在这个类级内部类里面去创建对象实例。这样一来,只要不使用到这个类级内部类,那就不会创建对象实例,从而同时实现延迟加载和线程安全。
代码中,当getInstance方法第一次被调用的时候,它第一次读取SingletonHolder.instance,导致SingletonHolder类得到初始化;而这个类在装载并被初始化的时候,会初始化它的静态域,从而创建Singleton的实例,由于是静态的域,因此只会在虚拟机装载类的时候初始化一次,并由虚拟机来保证它的线程安全性。
这个模式的优势在于,getInstance方法并没有被同步,并且只是执行一个域的访问,因此延迟初始化并没有增加任何访问成本。
补相关基础知识:
什么是类级内部类
简单点说,类级内部类指的是,有static修饰的成员式内部类。如果没有static修饰的成员式内部类被称为对象级内部类。
类级内部类相当于其外部类的static成分,它的对象与外部类对象间不存在依赖关系,因此可直接创建。而对象级内部类的实例,是绑定在外部对象实例中的。
类级内部类中,可以定义静态的方法。在静态方法中只能够引用外部类中的静态成员方法或者成员变量。
类级内部类相当于其外部类的成员,只有在第一次被使用的时候才被会装载。
多线程缺省同步锁的知识
大家都知道,在多线程开发中,为了解决并发问题,主要是通过使用synchronized来加互斥锁进行同步控制。但是在某些情况中,JVM已经隐含地为您执行了同步,这些情况下就不用自己再来进行同步控制了。这些情况包括:
1.由静态初始化器(在静态字段上或static{}块中的初始化器)初始化数据时
2.访问final字段时
3.在创建线程之前创建对象时
4.线程可以看见它将要处理的对象时
这个单例模式是十分常用的,大家一定要清楚其原理再使用。