【Java面試指北】單例模式

單執行緒下的單例模式：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

幾個關鍵點：

• static 修飾：表名屬於類而不是類物件，不會每生成一個新的類物件都新生成一份。並且可以在不建立類物件的情況下直接呼叫。
• 為什麼建構函式是private 型別？不然呢，開放了建構函式還怎麼單例。
• 為什麼不把單例的邏輯放到建構函式中？在 Singleton() 中呼叫 Singleton() 麼，那不是死迴圈了。
• 類中的單例變數是 private 型別的，不能直接訪問，要透過 getInstance() 來獲取。

多執行緒下的單例模式：

和單執行緒有什麼區別？

• 需要考慮執行緒安全問題
• 需要考慮效率問題

方法一：
只需要給 getInstance 方法新增 synchronized 關鍵字即可。

public static synchronized Singleton getInstance() {

問題：每次訪問都要同步，會降低效能。

方法二：
雙重檢查鎖定

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;
    }
}

關鍵點：

• 效能最佳化：將 synchronized 放到實際建立時，只有第一次例項未建立才會同步，後續都不會。
• 為什麼要雙重檢查 instance==null？第一次檢查完，有可能被別的執行緒先建立了。
• 為什麼 instance 要用 volatile 修飾？
  • 因為 new Singleton() 不是一個單一的操作，會存在指令重排的問題。
  • 1、為 instance 分配記憶體空間。2、初始化 instance。3、將 instance 指向分配的記憶體地址。
  • 如果指令重拍後，變為了 1-3-2，那麼其他執行緒可能會拿到一個還沒初始化的 instance。
• 為什麼有了 volatile 還需要 synchronized？
  • 因為 volatile 不保證原子性。