剑指offer-chapter2-面试题2-单例模式（java）

题目：设计一个类，我们只能生成该类的一个实例。

package problem2;

/**
* 问题：设计一个类，我们只能生成该类的一个实例。
* Created by fengyuwusong on 2018/1/15 15:04.
*/

/**
* 懒汉式加载
* 只适合单线程环境（不好）
* 注解:Singleton的静态属性instance中，只有instance为null的时候才创建一个实例，构造函数私有，确保每次都只创建一个，避免重复创建。
* 缺点：只在单线程的情况下正常运行，在多线程的情况下，就会出问题。例如：当两个线程同时运行到判断instance是否为空的if语句，
* 并且instance确实没有创建好时，那么两个线程都会创建一个实例。
*/
class Singleton1 {
private Singleton1() {
}

private static Singleton1 instance = null;

public static Singleton1 getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton1();
}
return instance;
}
}

/**
* 改进懒汉式，多线程情况下可用（效率不好）
* 注解：在解法一的基础上加上了同步锁，使得在多线程的情况下可以用。例如：当两个线程同时想创建实例，由于在一个时刻只有一个线程能得到同步锁，
* 当第一个线程加上锁以后，第二个线程只能等待。第一个线程发现实例没有创建，创建之。第一个线程释放同步锁，第二个线程才可以加上同步锁，执行下面的代码。
* 由于第一个线程已经创建了实例，所以第二个线程不需要创建实例。保证在多线程的环境下也只有一个实例。
* 缺点：每次通过getInstance方法得到singleton实例的时候都有一个试图去获取同步锁的过程。而众所周知，加锁是很耗时的。能避免则避免。
*/

class Singleton2 {
private Singleton2() {
}

private static Singleton2 instance = null;

public static synchronized Singleton2 getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton2();
}
return instance;
}
}

/**
* 加同步锁时，前后两次判断实例是否存在（可行）
* 注解：只有当instance为null时，需要获取同步锁，创建一次实例。当实例被创建，则无需试图加锁。
* 缺点：用双重if判断，复杂，容易出错。
*/
class Singleton3 {
private Singleton3() {
}

private volatile static Singleton3 instance = null;

public static Singleton3 getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton3.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton3();
}
}
}
return instance;
}
}

/**
* 饿汉式
* 注解：初试化静态的instance创建一次。如果我们在Singleton类里面写一个静态的方法不需要创建实例，它仍然会早早的创建一次实例。而降低内存的使用率。
* 缺点：没有lazy loading的效果，从而降低内存的使用率。
*/
class Singleton4 {
private Singleton4() {
}

public static Singleton4 instance = new Singleton4();

public static Singleton4 getInstance() {
return instance;
}
}

/**
* 静态内部
* 注解：定义一个私有的内部类，在第一次用这个嵌套类时，会创建一个实例。而类型为SingletonHolder的类，只有在Singleton.getInstance()中调用，
* 由于私有的属性，他人无法使用SingleHolder，不调用Singleton.getInstance()就不会创建实例。
* 优点：达到了lazy loading的效果，即按需创建实例。
*/
class Singleton5 {
private Singleton5() {
}

private static class SingletonHolder {
private final static Singleton5 instance = new Singleton5();
}

public static Singleton5 getInstance() {
return SingletonHolder.instance;
}
}

/**
* effect java中推荐写法
* 优点
* (1)自由序列化。
(2)保证只有一个实例。
(3)线程安全。
*/
enum Singleton6{
INSTANCE;
public void otherMethods(){
System.out.println("单例里面的方法~");
}
}

拓展问题： 定义一个表示总统的类型President,可以从改类型继承出FrechPresident和AmericanPresident， 这些派生类只能产生一个实例。

package problem2;

/**
* 问题拓展： 定义一个表示总统的类型President,可以从改类型继承出FrechPresident和AmericanPresident，
* 这些派生类只能产生一个实例。
* Created by fengyuwusong on 2018/1/15 15:42.
*/
class President {
private String name;

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}

class FrenchPresident extends President {
private FrenchPresident() {
}

private static class Nested {
private final static FrenchPresident instance = new FrenchPresident();
}

public static FrenchPresident getInstance() {
return Nested.instance;
}

public static void main(String[] args) {
FrenchPresident s1 = FrenchPresident.getInstance();
FrenchPresident s2 = FrenchPresident.getInstance();

System.out.println(s1.hashCode());
System.out.println(s2.hashCode());

}
}

class AmericanPresident {
private AmericanPresident() {
}

public static AmericanPresident getInstance() {
return Nested.instance;
}

private static class Nested {

public static final AmericanPresident instance = new AmericanPresident();
}

public static void main(String[] args) {
AmericanPresident s1 = AmericanPresident.getInstance();
AmericanPresident s2 = AmericanPresident.getInstance();

System.out.println(s1.hashCode());
System.out.println(s2.hashCode());

}

}