剑指offer 面试题2之单例模式实现

￡神魔★判官ぃ 2022-03-22 04:54 158阅读 0赞

在应聘比较知名的IT或者互联网企业的时候，不管是高级还是中初级工程师都会有很大几率遇到笔试，笔试内容主要就是考察基础了，而且在面试的时候也经常会让手写算法的时候，这部分内容的准备可以刷下剑指offer和leetcode，我这边主要是java，之前看的剑指offer主要是用c++实现的，这边就用java把剑指offer里面的面试题大部分都实现一下。

面试题二：实现单例模式

不推荐的解法一，单线程模式下的单例模式，在多线程下并不是线程安全的。

package partOne;
    
    public class Singleton {
        private static Singleton singleton = null;
        private Singleton(){}
        public Singleton getInstance()
        {
            if(singleton==null){
                singleton = new Singleton();
            }
            return singleton;
        }
    
    }

解法二 饿汉式（静态常量）采用final static 关键字

package partOne;
    
    public class SingletonOne {
        private final static SingletonOne singletonOne = new SingletonOne();
        private SingletonOne(){}
        public SingletonOne getInstance(){
            return singletonOne;
        }
    }

这种写法优点是保证了线程安全，当由于在类加载的时候就已经将单例载入了，所以如果单例没有调用的话会浪费内存空间

解法三 饿汉式（静态代码块）

package partOne;
    
    public class SingletonTwo {
        private static SingletonTwo singletonTwo;
        static {
            singletonTwo = new SingletonTwo();
        }
        private SingletonTwo(){}
        public SingletonTwo getInstance(){
            return singletonTwo;
        }
    }

这种方式和上面的方式其实类似，只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中，也是在类装载的时候，就执行静态代码块中的代码，初始化类的实例。优缺点和上面是一样的。

解法四 懒汉式(线程安全，同步方法)

package partOne;
    
    public class SingletonThree {
        private static SingletonThree singletonThree = null;
        private SingletonThree(){}
        public static synchronized SingletonThree getInstance(){
            if(singletonThree==null){
                singletonThree = new SingletonThree();
            }
            return singletonThree;
        }
    
    
    }

解决上面第三种实现方式的线程不安全问题，做个线程同步就可以了，于是就对getInstance()方法进行了线程同步。

缺点：效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接return就行了。方法进行同步效率太低要改进

解法五 双重检查锁(double check)

package partOne;
    
    public class SingletonFour {
        private static SingletonFour singletonFour = null;
        private SingletonFour(){}
        public static SingletonFour getInstance(){
            if(singletonFour == null){
                synchronized (SingletonFour.class){
                    if(singletonFour == null){
                        singletonFour = new SingletonFour();
                    }
                }
            }
            return singletonFour;
        }
    }

Double-Check概念对于多线程开发者来说不会陌生，如代码中所示，我们进行了两次if (singleton == null)检查，这样就可以保证线程安全了。这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断if (singleton == null)，直接return实例化对象。

优点：线程安全；延迟加载；效率较高。

解法六 内部静态类

package partOne;
    
    public class SingletonFive {
    
        private SingletonFive(){}
        private static class Singleton{
            private static final SingletonFive INSTANCE = new SingletonFive();
        }
    
        public static SingletonFive getInstance(){
            return Singleton.INSTANCE;
        }
    
    }

这种方式跟饿汉式方式采用的机制类似，但又有不同。两者都是采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。不同的地方在饿汉式方式是只要Singleton类被装载就会实例化，没有Lazy-Loading的作用，而静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance方法，才会装载SingletonInstance类，从而完成Singleton的实例化。

类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。

优点：避免了线程不安全，延迟加载，效率高