>單例模式相信是很多程式設計師接觸最多的了，也是面試過程中考察最頻繁的一個了，不知道你有沒有被問過這道面試題？歡迎留言討論。 今天我們來重點討論一下單例的幾個問題，及如何正確的實現一個單例，然後你再來回顧一下，你之前的回答或者使用方式是否正確。 ## 為何要使用單例 單例非常簡單，一個類只允許建立一個物件或者例項，這個類就是一個單例類。這種設計模式就叫做單例設計模式，是建立型的第一種設計模式，簡稱單例模式。 單例模式什麼時候使用呢？又或者說這種情況下為什麼要使用單例？ 1. 解決資源衝突問題 比如說，我們現在的java處理程式中是使用印表機，而我們的服務端程式是多執行緒的，但是印表機只有一個，不能重複建立印表機資源啊。當然我們也可以定義普通類，在呼叫列印新增synchronized關鍵字。 2. 全域性唯一類 有時候，我們做業務設計時，有些資料在系統中只應該保留一份，這時候就應該設計為單例。 比如配置資訊類，系統的配置檔案應該只有一份，載入到記憶體之後以物件的形式存在，理所應當只有一份。 再比如說，我們設計一個抽獎系統，每點選一次生成一個抽獎序號，可以設計一個單例，內部儲存好所有的序號，每次隨機取出一個序號。如果使用普通類物件的話，那就需要通過共享記憶體共享所有抽獎序號。 ## 單例應該怎麼寫？ 學習任何東西，因為大腦的容量是有限的，首先我們要理解概念，知道為什麼，來後追求怎麼做，怎麼實現，做的過程可能很複雜，比如有一二三四五步驟，但我們要化繁為簡，概括精簡。 單例需要考慮以下幾個問題： - 建構函式要是private的，這樣才能避免外部通過new建立例項嘛，不然怎麼叫單例，別人可以隨便通過new來建立啊。 - 多執行緒建立時是否有執行緒安全問題。 - 支援延遲載入嗎？ - getInstance()效能高嗎？ ## 單例典型實現方式 ### 餓漢式 通過這種形容方式，可以直觀的理解一下，餓漢一直擔心自己吃不飽，所以先吃了再說，也就是說例項是事先初始化好的，也就沒有辦法延遲載入了。 不支援懶載入，有人就說這種方式不好，說我都沒有使用單例，你都給我載入了，浪費啊。但是有壞處也有好處，提前把類載入進來，提前暴露問題，這樣如果類的設計有問題，在程式啟動時就會報錯，而不是等到程式執行中才暴露出來。 ```java public class SingleTon { private static final SingleTon instance = new SingleTon(); private SingleTon() {} public static SingleTon getInstance() { return instance; } public void method() {} } ``` ### 懶漢式 所謂懶漢式，那就是支援延遲載入嘍。總體思路類似，但在類內部並不是預設就把instance例項化好。 ```java public class SingleTon { private static SingleTon instance; private SingleTon() {} public static synchronized SingleTon getInstance() { if (instance == null) { instance = new SingleTon(); } return instance; } public void method() {} } ``` 為什麼要加synchronized呢？如果是多執行緒同時呼叫getInstance()，會有併發問題啊，多個執行緒可能同時拿到instance == null的判斷，這樣就會重複例項化，單例就不是單例。所以為了解決多執行緒併發的問題，這裡犧牲了效能，變成了嚴格的序列制。多執行緒下效能很低。 ### 雙重檢測懶漢式 餓漢方式不支援延遲載入。 懶漢方式，多執行緒下效能低下，那怎麼修改呢，就是改進的懶漢方式，又叫雙重檢測。 具體怎麼做呢？ ```java 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; } public void method() {} } ``` 這個類裡的volatile十分關鍵，如果沒有volatile關鍵字修飾instance變數，如果執行緒1執行到instance = new SingleTon();的時候，執行緒2此時判斷instance已經不等於null了，會直接返回instance，但此時instance並未初始化完畢，為什麼這麼說呢？因為物件的初始化分為三步： - 分配記憶體 - 記憶體初始化 - 物件指向新分配的記憶體地址 既然是分為三步，那就不是原子操作，而且可能會發生指令重排，也就是說可能先執行第三步，這時候其他執行緒判斷instance也就不是null了。加上volatile關鍵字，可以禁止機器指令重排，就不會有這個問題了。 ### 靜態內部類 這種方式，避免雙重檢測，利用java靜態內部類，類似餓漢方式，又做到延遲載入。 ```java public class SingleTon { private SingleTon() {} private static class SingleTonHolder { private static final SingleTon instance = new SingleTon(); } public static SingleTon getInstance() { return SingleTonHolder.instance; } public void method() {} } ``` 是不是覺得很簡潔？推薦大家使用這種方式，類SingleTon載入時，並不會載入SingleTonHolder類，只要呼叫getInstance方法時，SingleTonHolder才會被載入，並建立instance，這些都是由JVM來保證的。 ### 列舉方式 還有一種更簡單的，但是理解起來可能有點費解，列舉的建構函式預設就是私有的。java的列舉型別本身就保證了執行緒安全性和例項唯一性。 只需要簡單幾行，就可以使用列舉單例INSTANCE的方法了。 ```java public enum SingleTon { INSTANCE; public void method() {} } ``` 但是單例模式真的就好嗎？下面我們會討論一下為什麼不推薦單例模式？如何替代，以及如何做到叢集下的分散式單例模式？ 程式設計師的小夥伴們，學習之路，同行的人越多才可以走的更遠，加入公眾號[程式設計師之道]，一起交流溝通，走出我們的程式設計師之道！ ![掃碼加入吧！](https://img-blog.csdnimg.cn/201911011521127