面向面试学习之设计模式：单例模式

个人认为单例模式是设计模式中最简单也是最常用的一种，是对有限资源合理利用的一种方式。这个模式看似简单，但是其中蕴含了关于并发、类加载、序列化等一系列深层次的知识，如果理解不够深，就有可能在高并发时遇到难以预期的异常，或者会造成资源浪费。

所以本文会从将目前 Java 领域最常用的几种单例模式列出来，供大家参考。

WHAT

维基百科给出了解释、实现的思路以及应该注意的地方:

单例模式，也叫单子模式，是一种常用的软件设计模式，属于创建型模式的一种。在应用这个模式时，单例对象的类必须保证只有一个实例存在。

实现单例模式的思路是：一个类能返回对象一个引用（永远是同一个）和一个获得该实例的方法（必须是静态方法，通常使用 getInstance 这个名称）；当我们调用这个方法时，如果类持有的引用不为空就返回这个引用，如果类保持的引用为空就创建该类的实例并将实例的引用赋予该类保持的引用；同时我们还将该类的构造函数定义为私有方法，这样其他处的代码就无法通过调用该类的构造函数来实例化该类的对象，只有通过该类提供的静态方法来得到该类的唯一实例。

单例模式在多线程的应用场合下必须小心使用。如果当唯一实例尚未创建时，有两个线程同时调用创建方法，那么它们同时没有检测到唯一实例的存在，从而同时各自创建了一个实例，这样就有两个实例被构造出来，从而违反了单例模式中实例唯一的原则。 解决这个问题的办法是为指示类是否已经实例化的变量提供一个互斥锁(虽然这样会降低效率)。

类图是：

在这里插入图片描述

WHY

正如定义所说，单例模式就是整个内存模型中，只有一个实例。实例少了，内存占用就少。同时，只有一个实例，也就只需要构建一个对象，计算就少。对于构造过程中需要大量计算或者占用大量资源的对象，只创建一次，就减少了资源占用和内存占用。

HOW

饿汉式

饿汉式是最简单的一种实现，在类装载过程中，完成实例化，避免多线程问题。

实现一：静态实例参数与静态代码块

public class EagerSingleton {
    private static final EagerSingleton INSTANCE = new EagerSingleton();

    private EagerSingleton() {
    }

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

根据 java 的特性，饿汉式还可以变种写法，有的地方称为静态代码块方式：

public class EagerSingleton {
    private static EagerSingleton INSTANCE = null;

    static {
        INSTANCE = new EagerSingleton();
    }

    private EagerSingleton() {
    }

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

这两种方式只是在写法上的区别，优缺点没有区别，只是借助 Java 语言特性的不同写法，所以归为一类。

饿汉式有两个明显的缺点：