【面試題】Java單例設計模式-餓漢式枚舉(enum)單例

一、enum關鍵字

enum關鍵字是在Java1.5也就是Java SE5之後引入的一個新特性：它通過關鍵字enum來定義一個枚舉類，這個被定義的枚舉類繼承Enum類，這個枚舉類算是一種特殊類，它同樣能像其他普通類一樣擁有構造器、方法，也能夠實現介面，但是它不能再繼承其他別的類，因為它的直接父類是Enum類，並且因為它預設的修飾符有final的存在，因此它無法直接派生出其他子類，除非將其使用abstract修飾。

按照《Java編程思想》中的原話來說：關鍵字enum可以將一組具名的值的有限集合創建為一種新的類型，而這些具名的值可以作為常規的程式組件來使用。

在枚舉類出現之前Java是將常量放在介面或是放在普通類當中，然後使用public、static、final去修飾定義的常量，如下兩個例子：

public interface Constants2 {
    public static final int CONSTANT_1 = 1;
    public static final int CONSTANT_2 = 2;
    public static final int CONSTANT_3 = 3;
}


public class Constants {
    public static final int CONSTANT_1 = 1;
    public static final int CONSTANT_2 = 2;
    public static final int CONSTANT_3 = 3;
}

在枚舉類型出現之後，就可以使用枚舉類型來定義常量，這些枚舉類型成員_1、_2、_3都預設被public、static、final修飾，語法如下：

public enum Constants {
    CONSTANT_1,
    CONSTANT_2,
    CONSTANT_3
}

但是Java枚舉類型輸出其常量的時候不像C /C++的枚舉那樣是數字，輸出的是其常量名，如果需要輸出其類型成員聲明時數字次序的話，需要調用ordinal()方法：

public enum Singleton2 {
    SHERLOCK,
    WASTON;
}

class Main{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Singleton2.SHERLOCK);
        System.out.println(Singleton2.WASTON);
        System.out.println(Singleton2.SHERLOCK.ordinal());
        System.out.println(Singleton2.WASTON.ordinal());
    }
}

輸出結果：
SHERLOCK
WASTON
0
1

二、枚舉單例的實現

單例模式的特點有以下三個：

• 1、單例類只能有一個實例。
• 2、單例類必須自己創建自己的唯一實例。
• 3、單例類必須給所有其他對象提供這一實例。

我們可以發現枚舉類型十分契合以上三個特點，並且我們通過創建枚舉類型，可以發現它其中每一個類型成員其實都是Singleton2這個枚舉類的一個實例。

public enum Singleton2 {
    SHERLOCK
}

class Main{
    public static void main(String[] args) {
        Singleton2 sherlock = Singleton2.SHERLOCK;
        Singleton2 sherlock1 = Singleton2.SHERLOCK;
        System.out.println(sherlock == Singleton2.SHERLOCK);
        System.out.println(sherlock == sherlock1);
        System.out.println(Singleton2.SHERLOCK.getDeclaringClass());
    }
}

輸出結果：
true
true
class com.sherlock.singleton.Singleton2

利用這個特性，我們就可以通過如下代碼創建單例，同時又因為這個特性，決定了它只能屬於餓漢式單例模式

public enum Singleton2 {
    SHERLOCK;
    public void print() {
        System.out.println("I am Sherlock!");
    }
}

class Main{
    public static void main(String[] args) {
        Singleton2 sherlock = Singleton2.SHERLOCK;
        System.out.println(Singleton2.SHERLOCK.getDeclaringClass());
        sherlock.print();
    }
}

輸出結果如下： 

class com.sherlock.singleton.Singleton2
I am Sherlock!

三、枚舉單例的優缺點

優點：

（1）能夠避免多線程同步問題；

（2）能夠防止反序列化重新創建對象；

（3）實現比起其它懶漢式、餓漢式單例來說十分簡潔，閱讀性好；

缺點：

（1）因為是餓漢式載入，所以會導致枚舉實例會長期存在於記憶體當中；