面试最常见的设计模式之单例模式

1.什么是单例模式，谈谈你的理解？

单例模式（Singleton Pattern）是最简单的创建型设计模式。它会确保一个类只有一个实例存在。单例模式最重要的特点就是构造函数私有,从而避免外界直接使用构造函数直接实例化该类的对象。

2.单例模式有哪些？

饿汉式单例模式、懒汉式单例模式、线程安全的懒汉式单例模式

3.什么是饿汉式？什么是懒汉式？什么是饿汉式单例模式？什么是懒汉式单例模式？

• 饿汉式：类加载时就进行对象实例化
• 懒汉式：第一次引用类时才进行对象实例化
• 饿汉式单例模式： 在类被加载时就会初始化静态变量instance,这时候类的私有构造函数就会被调用,创建唯一的实例。

 public class Singleton{
    
     //私有的  静态的  在类加载的时候就直接创建对象
     private static Singleton instance = new Singleton();
     // 构造方法私有,确保外界不能直接实例化
     private Singleton(){
    } 
     //通过公有的静态方法获取对象实例 
     public static Singleton getInstance(){
   
          return instance;
     } 
 }

• 懒汉式单例模式： 类在加载时不会初始化静态变量instance,而是在第一次被调用时将自己初始化

public class Singleton {
    
    //类在加载时不会初始化静态变量  设置为null
    private static Singleton instance = null; 
    // 私有构造方法,确保外界不能直接实例化
    private Singleton() {
   }
    // 通过公有的静态方法获取对象实例 
    public static Singleton getInstace() {
    
        if (instance == null) {
    
            instance = new Singleton(); 
        }
        return instance;
    } 
}

4.懒汉式单例模式会出现什么问题呢？该怎么解决这个问题呢？

• 如果线程A和B同时调用此方法,会出现执行if (instance == null)语句时都为真的情况,那么线程AB都会创建一个对象,那内存中就会出现两个对象,这违反了单例模式的定义。
• 为解决这一问题,可以使用synchronized关键字对静态方法 getInstance()进行同步,线程安全的的懒汉式单例模式代码如下：

  public class Singleton {
        
   //类在加载时不会初始化静态变量  设置为null
    private static Singleton instance = null; 
    // 私有构造方法,确保外界不能直接实例化
     private Singleton() {
       } 
     // 通过公有的静态方法获取对象实例 
     synchronized public static Singleton getInstace() {
        
         if (instance == null) {
        
             instance = new Singleton(); 
         } 
         return instance; 
     } 
  }
  

5.饿汉式单例模式和懒汉式单例模式性能上有何区别？

• 饿汉式单例类在资源利用效率上不如懒汉式单例类,但从速度和反应时间来看,饿汉式单例类要优于懒汉式单例类。

6.单例模式有什么优点？有什么缺点？

单例模式的优点：

• 在一个对象需要频繁的销毁、创建,而销毁、创建性能又无法优化时,单例模式的优势尤其明显

• 在一个对象的产生需要比较多资源时,如读取配置、产生其他依赖对象时,则可以通过在启用时直接产生一个单例对象,然后用永久驻留内存的方式来解决

  • 单例模式可以避免对资源的多重占用,因为只有一个实例,避免了对一个共享资源的并发操作
  • 单例模式可以在系统设置全局的访问点,优化和共享资源访问

  单例模式的缺点：

  • 单例模式无法创建子类,扩展困难,若要扩展,除了修改代码基本上没有第二种途径可以实现
  • 单例模式对测试不利。在并行开发环境中,如果采用单例模式的类没有完成,是不能进行测试的
  • 单例模式与单一职责原则有冲突。一个类应该只实现一个逻辑,而不关心它是否是单例的,是不是要用单例模式取决于环境