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      设计模式面试题-单例模式【JavaPub版】

      首页 知识中心 软件开发 文章详情页

      设计模式面试题-单例模式【JavaPub版】

      2024-03-22 08:13:30 阅读次数:47

      java,单例模式,设计模式

      单例模式是面试中很常问的问题,一般在面试 web 岗位时,可能会涉及算法较少,手写单例模式时有发生,我有个朋友在上次跳槽时有三家都是让现场手写一个。

      如果想直接对线面试官代码,建议看文末的·方法五

      有什么好处:

      1. 了解应聘者编码能力
      2. 观察应聘者思维缜密程度

      言归正传,看看单例模式到底怎么写

      单例(Singleton)模式的定义:

      指一个类只有一个实例,且该类能自行创建这个实例的一种模式。例如,Windows 中只能打开一个任务管理器,这样可以避免因打开多个任务管理器窗口而造成内存资源的浪费,或出现各个窗口显示内容的不一致等错误。

      单例模式有 3 个特点:

      1. 单例类只有一个实例对象;
      2. 该单例对象必须由单例类自行创建;
      3. 单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点。

      单例模式的结构与实现:

      单例模式是设计模式中最简单的模式之一。通常,普通类的构造函数是公有的,外部类可以通过 “new 构造函数()” 来生成多个实例。但是,如果将类的构造函数设为私有的,外部类就无法调用该构造函数,也就无法生成多个实例。这时该类自身必须定义一个静态私有实例,并向外提供一个静态的公有函数用于创建或获取该静态私有实例。

      使用场景:

      1. 要求生产唯一序列号。
      2. WEB 中的计数器,不用每次刷新都在数据库里加一次,用单例先缓存起来。
      3. 创建的一个对象需要消耗的资源过多,比如 I/O 与数据库的连接等。(这个应该是使用最广泛的场景,有时我们会创建一个kafka客户端、或者其他的客户端会使用到单例模式)

      到底怎么写?

      方法一:

      简易版:大家第一种想到的方式,肯定是这样

      public class SingleObjectJavaPub {
       
         //创建 SingleObject 的一个对象
         private static SingleObjectJavaPub instance = new SingleObjectJavaPub();
       
         //让构造函数为 private,这样该类就不会被实例化
         private SingleObjectJavaPub(){}
       
         //获取唯一可用的对象
         public static SingleObjectJavaPub getInstance(){
            return instance;
         }
      }
      

      方法二:

      懒汉模式,线程不安全,这种方式 lazy loading 很明显

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

      方法三:

      懒汉式,线程安全,加了 synchronized ,加锁一定会影响效率,但是 getInstance() 的性能对应用程序不是很关键的情况(该方法使用不太频繁)。

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

      方法四:

      饿汉式,这个是比较难一点理解的,静态方法在初始化时,可能有很多因素。
      它基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题,不过,instance 在类装载时就实例化,虽然导致类装载的原因有很多种,在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法, 但是也不能确定有其他的方式(或者其他的静态方法)导致类装载,这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的效果。

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

      方法五:

      双检锁/双重校验锁(DCL,即 double-checked locking)
      这种方式采用双锁机制,安全且在多线程情况下能保持高性能。getInstance() 的性能对应用程序很关键的情况。

      public class SingletonJavaPub {  
          private volatile static SingletonJavaPub singleton;  
          private SingletonJavaPub (){}  
          public static SingletonJavaPub getSingleton() {  
              if (singleton == null) {  
                  synchronized (SingletonJavaPub .class) {  
                      if (singleton == null) {  
                          singleton = new SingletonJavaPub();  
                      }  
                  }  
              }  
              return singleton;  
          }  
      }
      
      版权声明:本文内容来自第三方投稿或授权转载,原文地址:https://blog.51cto.com/wangshiyu/3431270,作者:JavaPub,版权归原作者所有。本网站转在其作品的目的在于传递更多信息,不拥有版权,亦不承担相应法律责任。如因作品内容、版权等问题需要同本网站联系,请发邮件至ctyunbbs@chinatelecom.cn沟通。

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