让你在一分钟内手撕一个单例类？我表示很😰

‍作者：bug菌
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本文收录于《Spring Boot从入门到精通》，专门攻坚指数提升。

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1. 前语

    哈喽，小伙伴们，你们好呀，今天咱们就不整那枯燥无味的常识点了，偶尔换换口味，咱们来玩点高档的；因为许多小伙伴都在给我传递一种负面心情，今年的作业很难找，我就在想是不是八股文没准备充足啊？于是我就在总结高频笔试题，借此想把收拾到的笔试题进行集合式的讨论，不只协助咱们了解，也能协助自己加深了解，何乐而不为呢。

2. 环境阐明

环境阐明：Windows10 + Idea2021.3.2 + Jdk1.8 + SpringBoot 2.3.1.RELEASE

3. 需求剖析

    手写一个单例？那么首要你就要清楚单例是什么？假如都不清楚何为单例,那无法下手！首要我就带着咱们简略回顾一下规划形式之单例形式的相关常识点吧。

3.1 概念

    单例形式是java中规划形式里最简略的形式之一，属于创立型形式。这种形式它供给了一种创立目标的最佳方式，在创立目标的进程中，只涉及一个类，且该类负责创立自身目标，并确保只能创立单个目标实例。

    总而言之，该形式的首要目的便是确保一个类只能有一个实例存在。

3.2 特色

单例形式特色可总结为以下3点

• 单例类只要一个实例目标。

• 该实例目标有必要由单例类自身自行创立。

• 单例类有必要供给一个共有的静态办法向外面供给这个实例。

3.3 分类

    单例形式可根据实例创立的机遇进行分类，可分为[饿汉式、懒汉式]两类。

• 饿汉式：类加载就会创立单实例目标。

• 懒汉式：类加载不会导致该单实例目标被创立，只要在被运用的时分才会创立。

    总而言之，分类的意义在于实践运用场景决议，各有各的优缺点。比方懒汉形式，只要在被运用的时分才创立，节省资源，表现了延迟加载的思想；但在并发场景下同一时间被多个线程调用，则很有或许被创立出多个实例，违反仅有实例原则。而恶汉形式，写法上简略，并且在多线程下也能确保仅有实例，但假如外部一直未调用该实例又先实例化了，这部分资源也就白白浪费了。

4. 代码演示

    如下我将分别从单例形式的两种分类来结束代码单例，仅供参阅：

4.1 懒汉式单例(线程安全)

代码结束如下：

public class LazySingLeton {
    //私有结构办法
    private LazySingLeton() {
        System.out.println("生成LazySingLeton实例一次");
    }
    //在成员方位创立该类的目标
    private static LazySingLeton instance = null;
    public synchronized static LazySingLeton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new LazySingLeton();
        }
        return instance;
    }
}

    注意：此种写法尽管处理了线程安全问题，但synchronized同步的办法是静态的，会导致进入该办法时JVM会锁定LazySingLeton这个类，锁的粒度太大，很多线程一起拜访的时分直接堵塞，功用太低。

    接下来，咱们还是先写个main函数次序调用上三遍懒汉式单例测验一波看看。

//测验
public static void main(String[] args) {
    LazySingLeton.getInstance();
    LazySingLeton.getInstance();
    LazySingLeton.getInstance();
}

咱们能够看到，实例的确只被创立了一次！而非三次。

4.2 恶汉式单例

代码结束如下：

public class NoLazySingLeton {
    // 私有结构办法
    private NoLazySingLeton() {
        System.out.println("生成NoLazySingLeton实例一次！");
    }
    // 在成员方位创立该类的目标
    private static NoLazySingLeton instance = new NoLazySingLeton();
    // 对外供给静态办法获取该实例目标
    public static NoLazySingLeton getInstance() {
        return instance;
    }
} 

写个main函数次序调用上三遍恶汉式单例，静待成果：

//测验
public static void main(String[] args) {
    //调用三遍
    NoLazySingLeton.getInstance();
    NoLazySingLeton.getInstance();
    NoLazySingLeton.getInstance();
}

咱们能够看到，实例的确只被创立了一次！而非三次。

    比照以上两种写法，其实便是在初始化instance的时分才会呈现线程安全问题，一旦初始化结束线程不安全就完全不存在了，这也便是懒汉恶汉式的选择问题了，要点也就在于你是何应用场景了。

4.3 懒汉式单例(两层检查形式)

    最后，咱们再来讨论一下，比照上方确保线程安全懒汉式而言，若想做到即处理功用问题又能确保线程安全，那能够这么干，浅浅听我剖析，对于getInstance() 办法来说，绝大部分的操作都是读 操作，读操作是线程安全的，所以没必让每个线程有必要持有锁才能调用该办法，咱们只需要调整加锁的机遇，除了初始化的时分会呈现加锁的状况，后续的所有调用都会防止加锁而直接回来，从而达到处理功用耗费的问题。详细代码咱们请看如下，我把代码注释都写的明明白白。

public class DoubleLazySingLeton {
    private static DoubleLazySingLeton instance;
    // 私有结构办法
    private DoubleLazySingLeton() {
        System.out.println("生成DoubleLazySingLeton实例一次！");
    }
    // 对外供给静态办法获取该目标
    public static DoubleLazySingLeton getInstance() {
        // 第一次判别，假如instance不为null，不进入抢锁阶段，直接回来实例.
        if (instance == null) {
            //instance未实例化的时分才加锁
            synchronized (DoubleLazySingLeton.class) {
                // 抢到锁之后再次判别是否为null
                if (instance == null) {
                    instance = new DoubleLazySingLeton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

    可是话又说回来， 尽管【两层检查形式】能确保功用及线程安全，可是也并非完美无缺，在多线程状况下，或许会有空指针反常的问题，因为JVM在实例化目标的时分会进行优化和指令重排序操作。

    若要处理两层检查形式带来空指针反常的问题，你只需要运用[volatile]关键字，因为volatile关键字能够确保可见性和有序性（禁止指令重排序），顾确保了new DoubleLazySingLeton()创立目标实例化进程的次序性，详细请看如下：

4.4 懒汉式单例(DCL两层校验锁)

详细代码如下：

public class DoubleLazySingLeton {
    //关键字volatile确保目标实例化进程的次序性。
    private static volatile DoubleLazySingLeton instance;
    // 私有结构办法
    private DoubleLazySingLeton() {
        System.out.println("生成DoubleLazySingLeton实例一次！");
    }
    // 对外供给静态办法获取该目标
    public static DoubleLazySingLeton getInstance() {
        // 第一次判别，假如instance不为null，不进入抢锁阶段，直接回来实例.
        if (instance == null) {
            //instance未实例化的时分才加锁
            synchronized (DoubleLazySingLeton.class) {
                // 抢到锁之后再次判别是否为null
                if (instance == null) {
                    instance = new DoubleLazySingLeton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

    因为volatile关键字它能够禁止指令重排序来确保必定的有序性，天然就处理了空指针反常的问题。

… …

    ok，以上便是我这期的全部内容啦，假如还想学习更多，你能够看看如下的往期热文引荐哦，每天堆集一个奇淫小常识，铢积寸累下去，你必定能成为令人敬仰的大佬。

「赠人玫瑰，手留余香」，咱们下期拜拜~~

5. 热文引荐

为了便于同学快速定位文章学习，熬夜几天终于收拾出了【根底篇】及【进阶篇】专栏的文章及有效地址，同学们敬请叮咛bug菌吧。

目前根底篇已结束75篇+，进阶篇已结束45篇+，两专栏都在继续更新中；生命不息，更新不止，加油卷起来吧，同学们。部分文章总结如下：

5.1 Spring Boot【根底篇】

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Spring Boot入门(01)：Spring Boot的斗争成长史

Spring Boot入门(02)：快速开发环境建立和项目发动

Spring Boot入门(03)： yaml、properties装备文件介绍及运用

Spring Boot入门(04)：多环境切换，实例演示

Spring Boot入门(05)：starter根底入门

Spring Boot入门(06)：Spring Boot常用注解大全

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Spring Boot入门(09)：运用MyBatis的XML装备方式拜访MySQL结束增修改查

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6. 文末

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