设计模式之单例模式

引言

设计模式是老生常谈的问题，有人工作多年却对设计模式一窍不通，但是更多的人是懂一点点，但是不求甚解。其实这样不好，暂且不说在工作中的应用，即便是在面试时，被面试官问到设计模式时一脸懵逼，是非常尴尬的事情。本文不废话，不谈大篇理论教学，只针对面试，给出设计模式的关键点，从应试的角度，让大家认识和理解设计模式。

首先搞清楚一点，设计模式不是高深技术，不是奇淫技巧。设计模式只是一种设计思想，针对不同的业务场景，用不同的方式去设计代码结构，其最最本质的目的是为了解耦，延伸一点的话，还有为了可扩展性和健壮性，但是这都是建立在解耦的基础之上。

我们都知道大名鼎鼎的 GoF 的 21 种设计模式，看过 head first 的这本书的人应该不少。针对这 21 种设计模式，面试官问出的问题可能千变万化，让人莫名的忧(dan)伤(teng)，但是不要怕，只要你搞清楚了每种设计模式的关键点和精髓，就可以举一反三，迎刃而解了。

单例模式 1

今天我们来看看最简单的单例模式。理论我就不介绍了，没听说过的可以去查一下。即便是最简单的单例，也有关键点。举个不太恰当地例子，看过修仙修道之类小说的同学都知道，一般阵法高手做阵都有一个或多个“阵眼”，同理，我们每种设计模式也有“阵眼”，那么单例的“阵眼”在哪里？各位莫慌，我们先来看看代码。根据单例模式的理论：保证系统中只有一个实例，于是我撸了以下代码

public class Singleton {  

    private Singleton() {}                     //关键点0：构造函数是私有的

    private static Singleton single = null;    //关键点1：声明单例对象是静态的

    public static Singleton GetInstance()      //通过静态方法来构造对象
    {                        
         if (single == null) 
         {                                     //关键点2：判断单例对象是否已经被构造
             single = new Singleton();  
         }    
        return single;  
    }  
}

好了，如果我是面试官，你是候选人，我要你撸个单例给我，你撸以上代码问我资词不资词，我肯定是不资词的。为什么？真的不是因为我想搞个大新闻，而是这段单例的代码一般情况下还是可以勉强运行，但是，遇到多线程的并发条件下就大清药丸了。因为这段代码是线程不安全的，有可能给 new 出多个单例实例，都多个了，还是屁的“单例”啊。

单例模式 2

好，废话不多说，继续撸代码，你可能会说：”不是说线程不安全吗？小爷我加上线程安全判断呗，度娘在手天下我有，来了您呐~~~“

public class Singleton {  

    private Singleton() {}                     //关键点0：构造函数是私有的

    private static Singleton single = null;    //关键点1：声明单例对象是静态的

    private static object obj= new object();

    public static Singleton GetInstance()      //通过静态方法来构造对象
    {                        
         if (single == null)                   //关键点2：判断单例对象是否已经被构造
         {                             
            lock(obj)                          //关键点3：加线程锁
            {
               single = new Singleton();  
             }
         }    
        return single;  
    }  
}

好了，这回该消停了吧，锁也加了，线程也安全了。But，你还是太连清。。。这样依然有问题。问题在哪里？就在关键点 2，检测单例是否被构造。虽然这里判断了一次，但是由于某些情况下，可能有延迟加载或者缓存的原因，只有关键点 2 这一次判断，仍然不能保证系统是否只创建了一个单例，也可能出现多个实例的情况，那么怎么办呢？

单例模式 3

public class Singleton {  

    private Singleton() {}                     //关键点0：构造函数是私有的

    private static Singleton single = null;    //关键点1：声明单例对象是静态的

    private static object obj= new object();

    public static Singleton GetInstance()      //通过静态方法来构造对象
    {                        
         if (single == null)                   //关键点2：判断单例对象是否已经被构造
         {                             
            lock(obj)                          //关键点3：加线程锁
            {
               if(single == null)              //关键点4：二次判断单例是否已经被构造
               {
                  single = new Singleton();  
                }
             }
         }    

        return single;  
    }  
}

所以，在判断单例实例是否被构造时，需要检测两次，在线程锁之前判断一次，在线程锁之后判断一次，再去构造实例，这样就万无一失了。是不是很简(Tu)单(Xue)呢？

总结

最后，我们来归纳一下。下次面试别人再问你单例模式，你可以这样说：

单例是为了保证系统中只有一个实例，其关键点有 5

1. 私有构造函数

2. 声明静态单例对象

3. 构造单例对象之前要加锁（lock 一个静态的 object 对象）

4. 需要两次检测单例实例是否已经被构造，分别在锁之前和锁之后

如果要你撸代码，你就撸最后这一段，完美~~~面试官要是个女的准想和你生猴子。。。

哦，别高兴太早了，面试官要是个男的，也可能会问你下列问题

1. 为何要检测两次？

如上面所述，有可能延迟加载或者缓存原因，造成构造多个实例，违反了单例的初衷。

2. 构造函数能否公有化？

不行，单例类的构造函数必须私有化，单例类不能被实例化，单例实例只能静态调用

3. lock 住的对象为什么要是 object 对象，可以是 int 吗？

不行，锁住的必须是个引用类型。如果锁值类型，每个不同的线程在声明的时候值类型变量的地址都不一样，那么上个线程锁住的东西下个线程进来会认为根本没锁，相当于每次都锁了不同的门，没有任何卵用。而引用类型的变量地址是相同的，每个线程进来判断锁多想是否被锁的时候都是判断同一个地址，相当于是锁在通一扇门，起到了锁的作用。