面试题—5种单例模式写法以及单线程和多线程下的区别

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

闲来无事看之前的博客，发现单例模式只会写2中。所以再重新开一篇博客，将目前自己所能理解的几种单例模式全部总结下。

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1、懒汉式（最基本的） 单线程版

写单例模式(饿汉式)的步骤：

      1):必须在该类中,自己先创建出一个对象。

      2):私有化自身的构造器,防止外界通过构造器创建新的对象。

      3):想外暴露一个公共的静态方法用于获取自身的对象

缺点：单线程是没问题的 但是多线程就会产生线程问题  下面会介绍多线程版本

//  懒汉式类初始化的，不会创建该对象，真正需要的时候才会加载(创建)，天生线程不安全，需要解决线程安全问题，所有效率比较低
public class SingletonLazy {

    private SingletonLazy() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }

    private static SingletonLazy singletonLazy;

    public static SingletonLazy getInstance() {
        if (singletonLazy == null) {
            singletonLazy = new SingletonLazy();
        }
        return singletonLazy;
    }

    public static void main(String[] args) {

        SingletonLazy singletonLazy1 = SingletonLazy.getInstance();
        SingletonLazy singletonLazy2 = SingletonLazy.getInstance();
        System.out.println(singletonLazy1 == singletonLazy2);   // true
    }
}

多线程版本线程不安全（最简单的案例）：

public class SingletonLazy {

    private SingletonLazy() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }

    private static SingletonLazy singletonLazy;

    public static SingletonLazy getInstance() {
        if (singletonLazy == null) {
            singletonLazy = new SingletonLazy();
        }
        return singletonLazy;
    }

    public static void main(String[] args) {
       
        for (int i = 0; i <= 500; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    getInstance();
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }, String.valueOf(i)).start();
        }
      
       
    }
}

2、饿汉式（最基本的）

 优点：线程天生安全  类在整个生命周期中只会被加载一次，因此该单例类只会创建一个实例，也就是说，线程每次都只能也必定只可以拿到这个唯一的对象
 缺点：类加载的时候就会加载 static 对象 如果暂时用不到呢  就会占用极大的内存
 

public class SingletonHungry {
//    会浪费内存
//    byte[] data1 = new byte[1024*1024];
//    byte[] data2 = new byte[1024*1024];

    private SingletonHungry() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }

    //小知识： 当使用static 修饰时 会存档在 JVM的方法区  JVM垃圾回收机制 不会进行回收
    private static final SingletonHungry singletonDemo = new SingletonHungry();


    private static SingletonHungry getInstance() {
        return singletonDemo;
    }

    public static void main(String[] args) {
        
        SingletonHungry singletonDemo = getInstance();
        SingletonHungry singletonDemo2 = getInstance();

        System.out.println(singletonDemo == singletonDemo2);  // true
    }
}

3、枚举

枚举是一个特殊的类

内部将构造器进行私有化，因此不能通过New 的方式进行创建

有兴趣可以测试下 ，我这比较简单

public enum  EnumSingleton {
    INSTANCE;
    public EnumSingleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

4、静态内部类

public class SingletonStatic {
    private SingletonStatic() {}
    public static class  SingletonClassInstance{
        private static final SingletonStatic single = new SingletonStatic();
    }
    public static SingletonStatic getInstance(){
        return SingletonClassInstance.single;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SingletonStatic singleton1 = SingletonStatic.getInstance();
        SingletonStatic singleton2 = SingletonStatic.getInstance();

        System.out.println(singleton1 ==singleton2);
    }
}

5、DCL（双重检验锁）

在  new MultiSingletonDCL();时候由于会发生指令重排序  可能会出现问题 因此加上关键字   volatile

// 1. 分配内存空间
// 2. 执行构造方法，初始化对象
// 3. 把这个对象指向这个空间

// 双锁机制的出现是为了解决前面同步问题和性能问题

public class SingletonDCL {

    private volatile static MultiSingletonDCL multiSingletonDCL;
    private SingletonDCL() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());

    }

    private static SingletonDCL getInstance() {
        if (singletonLazyDCL == null){
            synchronized (SingletonDCL.class){
                if (singletonLazyDCL == null){
                        
                    singletonLazyDCL = new SingletonDCL();
                }
            }
        }
        return singletonLazyDCL;
    }
    public static void main(String[] args) {

        SingletonDCL instance = SingletonDCL.getInstance();
        SingletonDCL instance2 = SingletonDCL.getInstance();
        System.out.println(instance == instance2);
    }
}

本文如有问题，希望大佬指正。不胜感激。