Android设计模式之单例模式（Singleton Pattern）

Posted 2020-07-03 过天

个人总结学习和研究，部分内容参考《android源码设计模式解析与实战》一书~~

 

一.  定义： 确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。

 也就是说，单例要满足3点：

       1、单例类只能有一个实例。

       2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。（构造函数私有化，防止外部程序通过new来构造）。

       3、单例类必须给其他对象提供这一实例。（暴露公有静态方法或者通过枚举返回单例类对象）。

二.  使用场景： 确保某个类有且只有一个对象的场景，避免产生多个对象消耗过多的资源。比如说在一个应用中，应该只有一个ImageLoader实例，这个Imageloader中含有线程池、缓存系统、网络请求等，比较消耗资源。还比如访问IO和数据库等资源，就要考虑使用单例模式。

android源码中也有很多地方用了单例模式，比如说输入法管理者InputMethodManager，比如一个应用只有一个Application对象等。

 

三. 实现方式：

 

1、饿汉式单例

特点：声明静态对象的时候进行初始化静态对象，以后不再改变，天生是线程安全的。弊端：消耗资源。

public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton() {
    }
    public static Singleton getInstance() {
        retun instance;
    }
}　

 

2、懒汉式单例

特点：声明静态对象，并在第一次调用getInstance时进行初始化。优势：延迟加载。弊端：线程不安全。

public class Singleton {
    
    private static Singleton instance = null;
    private Singleton() {
    }
    public static Singleton getInstance () {
        if （instance == null） {
            instatnce = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

     

懒汉式加锁

      getInstance()静态方法添加synchronized关键字，即同步方法保证线程安全。  弊端：造成不必要的同步开销。具体代码如下：

public class Singleton {
    
    private static Singleton instance = null;
    private Singleton() {
    }
    public static synchronized Singleton getInstance () {
        if （instance == null） {
            instatnce = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

 

3、双重检查锁定（Double CheckLock）实现单例

特点：延迟加载，解决了多余的同步，线程安全。

两次判空，第一层是为了避免不必要的同步。 第二层是为了在instance为null的情况下创建实例。

 

public class Singleton {
   
    private static Singleton instance = null;
    
    private Singleton {
    }
    
    public static Singleton getInstance () {
        // If already initialized, no need to get lock everytime.
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance ;
    }
}

　　

4、静态内部类单例

特点：延迟加载，线程安全。  利用Java虚拟机加载类的特性实现延迟加载和线程安全， 推荐使用的单例实现方式。

public class Singleton() {
    private Singleton() {
    }
    
    public static Singleton getInstance () {
        return SingletonHolder.instance;
    }
    
    /**
     * 静态内部类,只有在装载该内部类时才会去创建单例对象
     */
    private static class SingletonHolder {
         private static final Singleton instance = new Singleton();
    }
}

 

5、枚举单例

特点：写法简单，线程简单，反序列化也不会重新创建对象。（前面四种情况在反序列化中均会生成新的实例）。

 

枚举单例虽然在Effective Java中推荐使用，但是在Android平台上却是不被推荐的。

Android官方的Training课程中明确指出：

Enums ofter require more than twice as much memory as static constants. You should strictly avoid using enums on Android.

public enum Singleton {
    // 定义一个枚举的元素,它就是Singleton的一个实例 
    INSTANCE;
    public void doSomethig() {
        // TODO:
    }
}

 枚举在java中与普通的类一样的，不仅能够有字段，还能够有自己的方法。

 最重要的是默认枚举实例的创建是线程安全的，并且在任何情况下都是一个单例。  使用方法如下：

Singleton singleton = Singleton.INSTANCE;
singleton.doSomething();

 

6、使用容器实现单例  

脑洞打开，再来看看一种另类的实现方式。维护一个统一的管理类，注入多种单例类型，在使用时根据key获取对应类型的单例对象。

public class SingletonManager {
    
    private static Map<String, Object> objMap = new HashMap<>();
    private Singleton() {
    }
    
    public static void addSingleton(String key, Object instance) {
        if (!objMap.containsKey(key)) {
            objMap.put(key, instance);
        }
    }
    public static getSingleton(String key) {
        return objMap.get(key);
    }
}

　　

总结：  选择哪种实现方式取决于项目本身，如是否是复杂的并发环境、JDK版本是否过低，单例对象的资源消耗等。一般而言，客户端通常没有高并发的情况，所以具体选择哪种实现方式并不会有太大的影响。个人一般使用静态内部类的实现方式。

注意： 单例对象如果持有Context，很容易引发内存泄露，需要注意传递给单例对象的Context最好是Application Context。