Android設計模式之單例模式（Singleton Pattern）

我的總結學習和研究，部份內容參考《Android源碼設計模式解析與實戰》一書~~

 

一.  定義： 確保某一個類只有一個實例，並且自行實例化並向整個系統提供這個實例。

 也就是說，單例要知足3點：

       一、單例類只能有一個實例。

       二、單例類必須本身建立本身的惟一實例。（構造函數私有化，防止外部程序經過new來構造）。

       三、單例類必須給其餘對象提供這一實例。（暴露公有靜態方法或者經過枚舉返回單例類對象）。

二.  使用場景： 確保某個類有且只有一個對象的場景，避免產生多個對象消耗過多的資源。好比說在一個應用中，應該只有一個ImageLoader實例，這個Imageloader中含有線程池、緩存系統、網絡請求等，比較消耗資源。還好比訪問IO和數據庫等資源，就要考慮使用單例模式。

android源碼中也有不少地方用了單例模式，好比說輸入法管理者InputMethodManager，好比一個應用只有一個Application對象等。

 

三. 實現方式：

 

一、餓漢式單例

特色：聲明靜態對象的時候進行初始化靜態對象，之後再也不改變，天生是線程安全的。弊端：消耗資源。

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

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance() {
        retun instance;
    }
}　

 

二、懶漢式單例

特色：聲明靜態對象，並在第一次調用getInstance時進行初始化。優點：延遲加載。弊端：線程不安全。

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;

    private Singleton() {
    }

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

     

懶漢式加鎖

      getInstance()靜態方法添加synchronized關鍵字，即同步方法保證線程安全。  弊端：形成沒必要要的同步開銷。具體代碼以下：

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;

    private Singleton() {
    }

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

 

三、雙重檢查鎖定（Double CheckLock）實現單例

特色：延遲加載，解決了多餘的同步，線程安全。

兩次判空，第一層是爲了不沒必要要的同步。 第二層是爲了在instance爲null的狀況下建立實例。

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 ;
    }
}

　　

四、靜態內部類單例

特色：延遲加載，線程安全。  利用Java虛擬機加載類的特性實現延遲加載和線程安全， 推薦使用的單例實現方式。

public class Singleton() {

    private Singleton() {
    }
    
    public static Singleton getInstance () {
        return SingletonHolder.instance;
    }
    
    /**
     * 靜態內部類,只有在裝載該內部類時纔會去建立單例對象
     */
    private static class SingletonHolder {
         private static final Singleton instance = new Singleton();
    }

}

 

五、枚舉單例

特色：寫法簡單，線程簡單，反序列化也不會從新建立對象。（前面四種狀況在反序列化中均會生成新的實例）。

 

枚舉單例雖然在Effective Java中推薦使用，可是在Android平臺上倒是不被推薦的。

Android官方的Training課程中明確指出：

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

public enum Singleton {
    // 定義一個枚舉的元素,它就是Singleton的一個實例 
    INSTANCE;

    public void doSomethig() {
        // TODO:
    }
}

 枚舉在java中與普通的類同樣的，不只可以有字段，還可以有本身的方法。

 最重要的是默認枚舉實例的建立是線程安全的，而且在任何狀況下都是一個單例。  使用方法以下：

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

 

六、使用容器實現單例  

腦洞打開，再來看看一種另類的實現方式。維護一個統一的管理類，注入多種單例類型，在使用時根據key獲取對應類型的單例對象。

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);
    }
}

　　

總結：  選擇哪一種實現方式取決於項目自己，如是不是複雜的併發環境、JDK版本是否太低，單例對象的資源消耗等。通常而言，手機客戶端一般沒有高併發的狀況，因此具體選擇哪一種實現方式並不會有太大的影響。我的通常使用靜態內部類的實現方式。

注意： 單例對象若是持有Context，很容易引起內存泄露，須要注意傳遞給單例對象的Context最好是Application Context。