面试:一个单例模式,足以把你秒成渣

去面试(对,又去面试)

问:单例模式了解吧,来,拿纸和笔写一下单例模式。

我心想,这TM不是瞧不起人吗?我编程十年,能不知道单例模式。

答:(.net 平台下)单例模式有两种写法:

第一种:饥饿模式,关键点,static readonly

public static readonly SingletonSimple Instance = new SingletonSimple();

第二种:懒加载模式,关键点,lock + 两次判断

static readonly object locker = new object();
        static SingletonLazy singleton = null;
        public static SingletonLazy Instance
        {
            get
            {
                if (singleton == null)
                {
                    lock (locker)
                    {
                        if (singleton == null)
                        {
                            singleton = new SingletonLazy();
                        }
                    }
                }

                return singleton;
            }
        }

 我再赠送你一种,第三种:通过IOC容器,注入单例。

问:这两种方式(第一种和第二种)有什么不同吗?(好戏开始)

答: 懒加载模式的单例是在Instance调用时进行创建。饥饿模式下的单例在程序启动时创建(这里错了),浪费资源。

似乎答案就是这样,好些网文,博主也都是这么写的,但大家都错了。(轻信他人,不自己思考,这么基础的东西居然没搞明白)

反馈:,两种方式并没有本质的区别,都是在类调用的时候创建。

还没有完,虐狗模式才刚刚开始。

问:说一下lock的原理

答:对代码块加锁,加锁的代码只允许串行执行,防止并发冲突。lock本质上是通过 System.Threading.Monitor实现的,但lock使用比Monitor更简单,可以自动释放。

问:那Monitor是如何实现多个线程的阻塞调用的?一个线程执行完,是如何通知下一个线程执行的?有没有自己实现过一个lock(不使用.net自带的lock)?

答:……(完全一脸懵逼,根本不知道怎么回答)

问:IOC使用了什么设计模式,IOC是如何控制对象生命周期的?

答:……(还没从刚才的窘迫中反应过来,更是不知道该说什么)

总结:

结合大家的评论和指正,我做一下总结,以及新的认识。

这里只是作为一个自己的面试记录,以及思考过程,主要是意识到了自己之前在对待静态变量上的一个错误,建议面试时,还是要去背标准答案,成功率更高。

1.直接调用单例类.Instance,使用单例,这两种方式的单例对象的创建和执行是一样的。

2.评论中有这么个观点“饥饿模式是在类加载时创建实例,而懒加载模式是在Instance被调用时创建实例。”

单纯从概念上讲,这样说是对的,面试回答问题,这也是一个标准答案。但具体到示例代码来看,除了调用Instance,没有其他办法创建实例。纠结于这两个概念会陷入“是脚先进的门,还是人先进的门”的诡异逻辑。

再有“类加载”是什么概念呢,是像下面这样,声明一个变量算类加载吗?或者调用 typeof(SingletonSimple) 算类加载吗?我们可以测试一下,这样并不会触发对象创建,尽管我们的Instance声明是静态的。

SingletonSimple singleton;

也有人提到了反射,确实反射可以不通过Instance创建实例,但反射的前提是需要一个可访问的构造函数或静态构造函数。如果我们的单例类的构造函数不是静态的,那么会报异常:“No parameterless constructor defined for this object.”

所以,上面的两种单例,只能通过调用Instance来加载,创建并使用。 

3.具体到不同业务,有可能会有通过反射,或者其他方式(比如单例中使用了本不该存在的静态变量或静态方法)使用单例类的情况,那么饥饿模式和懒加载模式就会出现差异了。

4.评论中有篇文章写的不错,大家可以学习一下,https://www.cnblogs.com/edisonchou/p/6618503.html,文中同样提到了饥饿模式的不足,过早地创建实例,从而降低内存的使用效率,但如果我们的代码是规范的,符合面向对象开发原则的话,是不会出现“过早创建实例”这种情况的,我们肯定是在需要的时候才会去创建实例,如果存在“过早创建实例”的情况发生,我们应该去考虑是否将不必要的功能移出单例,而不是将问题归结于单例本身

测试验证:

回家之后,自己做了实验,证实两种方式确实都是在类被调用的时候才会创建单例对象。

public static readonly 创建的单例

public class SingletonSimple
    {
        SingletonSimple()
        {
            Console.WriteLine($"Singleton Simple Create");
        }

        public static readonly SingletonSimple Instance = new SingletonSimple();
                
        public void Work()
        {
            Console.WriteLine("Singleton Simple Work");
        }
    }

lock + 两次判断 创建的单例

public class SingletonLazy
    {
        SingletonLazy()
        {
            Console.WriteLine($"Singleton Lazy Create");
        }

        static readonly object locker = new object();
        static SingletonLazy singleton = null;
        public static SingletonLazy Instance
        {
            get
            {
                if (singleton == null)
                {
                    lock (locker)
                    {
                        if (singleton == null)
                        {
                            singleton = new SingletonLazy();
                        }
                    }
                }

                return singleton;
            }
        }

        public void Work()
        {
            Console.WriteLine("Singleton  Lazy Work");
        }
    }

main函数

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("begin ...");

            SingletonLazy.Instance.Work();

            SingletonSimple.Instance.Work();

            Console.WriteLine("end ...");

            Console.Read();
        }
    }

输出结果如下 :

begin ...
Singleton Lazy Create
Singleton  Lazy Work
Singleton Simple Create
Singleton Simple Work
end ...

我们看,如果饥饿模式单例在程序启动就自动加载的话,应该会先输出“Singleton Simple Create”,但实际并不是这样,并且我多次调整main函数中的单例调用顺序,观察结果,可以得出结论,两种方式并没有区别,都是在调用时加载的。

悔恨啊,居然栽在这么个小问题上,颜面扫地。

谨记:基础原理,独立思考,真的很重要。

原文出处:博客园【刘超(北京)】

原文链接:https://www.cnblogs.com/flame7/archive/2020/09/26/13734605.html

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