设计模式面试题, 单例模式有哪几种实现?如何保证线程安全?
设计模式面试题, 单例模式有哪几种实现?如何保证线程安全?
QA
Step 1
Q:: 单例模式是什么？
A:: 单例模式是一种设计模式，其目的是确保某一个类在整个应用程序生命周期中仅有一个实例，并提供一个全局访问点。单例模式确保一个类只有一个实例，并且自行实例化并向整个系统提供这个实例。
Step 2
Q:: 单例模式有哪几种实现方式？
A:: 单例模式主要有以下几种实现方式：
1. 饿汉式（Eager Initialization）：在类加载时就创建实例，线程安全但可能造成资源浪费。
2. 懒汉式（Lazy Initialization）：在需要的时候才创建实例，存在多线程问题。
3. 双重检查锁定（Double-Check Locking）：在懒汉式的基础上通过双重检查和同步锁解决线程安全问题。
4. 静态内部类（Static Inner Class）：利用类加载机制实现线程安全和延迟加载。
5. 枚举（Enum）：利用枚举天然的线程安全和唯一性实现单例。
Step 3
Q:: 如何保证单例模式的线程安全？
A:: 在实现单例模式时，可以通过以下方式保证线程安全：
1. 使用synchronized关键字进行同步，确保只有一个线程可以访问创建实例的代码块。
2. 使用双重检查锁定，减少同步开销。
3. 使用静态内部类方式，利用JVM的类加载机制实现线程安全。
4. 使用枚举单例，枚举类的实例创建是线程安全的，并且天然防止反射攻击和序列化攻击。
Step 4
Q:: 单例模式在实际生产中有哪些应用场景？
A:: 单例模式在生产环境中常用于以下场景：
1. 配置管理类：全局唯一的配置管理器，方便应用程序获取统一的配置信息。
2. 日志管理类：系统日志记录器通常需要全局唯一，避免多实例导致日志混乱。
3. 数据库连接池：管理数据库连接的池化工具需要全局唯一，防止资源浪费和冲突。
4. 缓存管理类：全局缓存工具类，通过单例模式实现全局访问和管理。