面试题2：单例模式Singleton

首先，单例模式使类在程序生命周期的任何时刻都只有一个实例，

然后，单例的构造函数是私有的，外部程序如果想要访问这个单例类的话，

必须通过 getInstance（）来请求（注意是请求）得到这个单例类的实例。

1、饿汉式

package singleton;
/**
 * 单例模式保证一个类仅有一个实例，同时这个类还必须提供一个访问该类的全局访问点。
 * 
 * 饿汉式：new之后，便创建对象，以后不再改变，此种方式天生线程安全的
 */
public class SingletonDemo1 {

    //定义一个私有的静态全局变量来保存该类的唯一实例 
    private static SingletonDemo1 instance=new SingletonDemo1();
    //构造函数必须是私有的，这样在外部便无法使用 new 来创建该类的实例 
    private SingletonDemo1(){
    }
    
    //定义一个全局访问点 ，设置为静态方法 ，则在类的外部便无需实例化就可以调用该方法 
    public static SingletonDemo1 getInstance(){
        return instance;
    }
    
}

 2、懒汉式

package singleton;
/**
 * 懒汉式：在需要的时候创建对象
 * if()判断，保证线程的安全性
 * @author Don
 *
 */
public class SingletonDemo2 {

    private static SingletonDemo2 instance;
    private SingletonDemo2(){
    }
    
    //ͬ多线程访问时，当有一个线程访问时就加锁，防止产生多个实例
    public static synchronized SingletonDemo2 getInstance(){
        if(instance==null){
            instance=new SingletonDemo2();
        }
        return instance;
    }
}

 3、静态内部类(结合了前两种的优势)

package singleton;
/**
 * 静态内部类：兼备了高效调用和延迟加载的优势
 * @author Don
 *
 */
public class SingletonDemo3 {

    //只有真正调用getInstance(),才会加载静态内部类。加载类时是线程安全的。instance是static final类型
    //保证了内存中只有这样一个实例存在，而且只能被赋值一次，从而保证了线程安全性
    private static class SingletonClassInstance{
        private static final SingletonDemo3 instance=new SingletonDemo3();
    }
    private SingletonDemo3(){
    }
    
    public static  SingletonDemo3 getInstance(){
        return SingletonClassInstance.instance;
    }
    
}

饿汉式和懒汉式区别：

从名字上来说，饿汉和懒汉，

饿汉就是类一旦加载，就把单例初始化完成，保证getInstance的时候，单例是已经存在的了，

而懒汉比较懒，只有当调用getInstance的时候，才回去初始化这个单例。

另外从以下两点再区分以下这两种方式：

 

1、线程安全：

饿汉式天生就是线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现问题，

懒汉式本身是非线程安全的，为了实现线程安全有几种写法，分别是上面的1、2、3，这三种实现在资源加载和性能方面有些区别。

2、资源加载和性能：

　　饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来，不管之后会不会使用这个单例，都会占据一定的内存，但是相应的，在第一次调用时速度也会更快，因为其资源已经初始化完成，

而懒汉式顾名思义，会延迟加载，在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来，第一次调用时要做初始化，如果要做的工作比较多，性能上会有些延迟，之后就和饿汉式一样了。

至于1、2、3这三种实现又有些区别，

第1种，在方法调用上加了同步，虽然线程安全了，但是每次都要同步，会影响性能，毕竟99%的情况下是不需要同步的，

第2种，在getInstance中做了两次null检查，确保了只有第一次调用单例的时候才会做同步，这样也是线程安全的，同时避免了每次都同步的性能损耗

第3种，利用了classloader的机制来保证初始化instance时只有一个线程，所以也是线程安全的，同时没有性能损耗，所以一般我倾向于使用这一种。

 

什么是线程安全？

　　如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。

或者说：一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作，或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题，那就是线程安全的。