设计模式相关面试问题-单例

单例的介绍：

• 单例的概念：
  单例模式是一种对象创建模式，它用于产生一个对象的具体实例，它可以确保系统中一个类只产生一个实例。
• 好处：
  1、对于频繁使用的对象，可以省略创建对象所花费的时间，这对于那些重量级对象而言，是非常可观的一笔系统开销。
  2、由于new操作的次数减少，因而对系统内存的使用频率也会降低，这将减轻GC压力，缩短GC停顿时间。

单例的六种写法和各自特点：

• 饿汉：
  代码：
  
  缺点：无法对instance实例做延时加载。
  优化：采用懒汉。
• 懒汉：
  代码：
  

  但是！！它是线程不安全的，下面做实验：
  

  缺点：在多线程并发下这样的实现是无法保证实例是唯一的。
  优化：用懒汉线程安全方式。

• 懒汉线程安全：
  它有两种方式，如下：
  

  
  缺点：性能
  优化：DCL

• DCL(Double-checked Locking双重检查锁)：
  

  但是！！代码还是存在问题，因为这块代码不是原子操作，如下：
  
  不是原子操作就意味着JVM针对标红的这句话会有如下处理：
  1、给instance分配内存。
  2、调用DCLSingleTon构造方法初始化初始化变量。
  3、将instance这个对象指向JVM分配的内存空间，
  但是！！！JVM有这样一个缺点：在既时编译器中，存在指令重排序的优化，也就是以上说的这三步操作不会按照咱们预期的顺序来执行，有可能第三步在第二步之前，也有可能第二步在第一步之前，这样就会造成线程不安全报错，解决方法如下：
  

  说到volatile关键字的作用可能都会想到可见性，也就是保证线程在本地不会存有instance的副本，而每次都会到内存中读取，事实上这种说法是不全面的，最主要使用它的原因就是禁止JVM指令的重排序优化。
  缺点：JVM的既时编译器中存在指令重排序的优化。
  优化：静态内部类 / 枚举

• 静态内部类【推荐】：
  为什么会有这种写法，其这是JVM提供的一种同步控制，什么意思？对于static和final关键字都是线程安全的，所以看一下具体写法：
  

  其中如果getInstance()方法木有调用其类也不会被加载，也就是既可以起到懒汉的效果，又能保证同步安全，而且木有使用synchronized关键字也不会影响性能，另外StaticInnerHolder是私有的也不能被外部所调用，简直完美！
  优点：JVM本身机制保证了线程安全 / 没有性能缺陷。

• 枚举：
  具体写法如下：
  

  貌似也太简单了吧，但是！！对于里面的实例方法需要保证线程安全。
  安全：写法简单 / 线程安全【如果自己添加的实例方法和实例变量需要自己控制线程安全】。

总结：

• 饿汉：无法对instance实例进行延迟加载。
• 懒汉：多线程并发情况下无法保证实例的唯一性。
• 懒汉线程安全：使用synchronized导致性能缺陷。
• DCL：JVM既时编译器的指令重排序。
• 静态内部类 / 枚举：延迟加载 / 线程安全 / 性能优势。

android中的单例：

Application这个类就是典型单例的场景，也是在实际中大量使用的，如下：