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Java单例模式

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饿汉式

饿汉式:类加载就会导致该单实例对象被创建

// 问题1:为什么加 final
// 问题2:如果实现了序列化接口, 还要做什么来防止反序列化破坏单例
public final class Singleton_hungry implements Serializable {

    // 问题3:为什么设置为私有? 是否能防止反射创建新的实例?
    private Singleton_hungry(){}

    // 问题4:这样初始化是否能保证单例对象创建时的线程安全?
    private static Singleton_hungry INSTANCE = new Singleton_hungry();

    // 问题5:为什么提供静态方法而不是直接将 INSTANCE 设置为 public, 说出你知道的理由
    public static Singleton_hungry getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
    public Object readResolve(){  // 防止反射创建新的实例?
        return INSTANCE;
    }
}

枚举单例

enum Singleton { 
   INSTANCE; 
}

问题1:枚举单例是如何限制实例个数的

单例相当于枚举的静态成员变量,定义几个就有几个实例。

问题2:枚举单例在创建时是否有并发问题

单例相当于枚举的静态成员变量,类加载时初始化,由 jvm 进行管理,可以保证线程安全。

问题3:枚举单例能否被反射破坏单例

不能

问题4:枚举单例能否被反序列化破坏单例

枚举实现了 Serializable 接口,可序列化,但不会被反序列破坏单例。

问题5:枚举单例属于懒汉式还是饿汉式

饿汉式

问题6:枚举单例如果希望加入一些单例创建时的初始化逻辑该如何做

枚举允许构造方法

懒汉式

public final class Singleton_lazy {
    private Singleton_lazy(){}
    private static Singleton_lazy INSTANCE = null;
    // 缺点
    public static synchronized Singleton_lazy getInstance() {
        if(INSTANCE != null) {
            return INSTANCE;
        }
        INSTANCE = new Singleton_lazy();
        return INSTANCE;
    }
}

synchronized 保证线程安全,但锁粒度较大,性能低。

DCL 懒汉式

public final class Singleton_DCL {

    private Singleton_DCL() {}

    // 问题1:解释为什么要加 volatile ?
    private static volatile Singleton_DCL INSTANCE= null;

    // 问题2:对比实现3, 说出这样做的意义
    public static Singleton_DCL getInstance() {
        if(INSTANCE != null) {
            return INSTANCE;
        }
        synchronized (Singleton_DCL.class) {
          
            // 问题3:为什么还要在这里加为空判断, 之前不是判断过了吗
            if(INSTANCE != null) {
                return INSTANCE;
            }
            INSTANCE = new Singleton_DCL();
            return INSTANCE;
        }
    }
}

问题1:避免指令重排序,导致赋值语句先于构造函数执行,得到一个未初始化完毕的对象。

问题2、3:Double Check Lock 机制。同步代码块外部的判断语句主要用于 INSTANCE 初始化并赋值之后,此时 INSTANCE != null,如果有多个线程尝试获取单例,可以提前返回,不用执行同步代码块。而同步代码块内部的判断主要用于第一次初始化时,INSTANCE = null,此时可以有多个线程尝试获取 INSTANCE,只能有一个线程进入同步代码块,其他线程在同步代码块外阻塞,该线程创建一个单例对象之后,唤醒其他线程,再进入同步代码块,发现 INSTANCE != null,则直接返回,不用重新创建单例对象,提高了效率。

静态内部类懒汉单例

public final class Singleton_LazyHolder {
    private Singleton_LazyHolder(){}

    // 问题1:属于懒汉式还是饿汉式
    private static class LazyHolder{
        static final Singleton_LazyHolder INSTANCE = new Singleton_LazyHolder();
    }

    // 问题2:在创建时是否有并发问题
    public static Singleton_LazyHolder getInstance() {
        return LazyHolder.INSTANCE;
    }
}

问题1:懒汉式。静态内部类只有在被方法调用的时候才进行初始化,类加载。

问题2:无,类加载由 jvm 进行,线程安全。

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