Kotlin入門(28)Application單例化

Application是Android的又一大組件，在App運行過程當中，有且僅有一個Application對象貫穿應用的整個生命週期，因此適合在Application中保存應用運行時的全局變量。而開展該工做的基礎，是必須得到Application對象的惟一實例，也就是將Application單例化。獲取一個類的單例對象，須要運用程序設計中常見的單例模式，假若經過Java編碼實現單例化，想必早已經是你們耳熟能詳的了。下面即是個Application單例化的Java代碼例子：

public class MainApplication extends Application {

    private static MainApplication mApp;
    
    public static MainApplication getInstance() {
        return mApp;
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        mApp = this;
    }
}

從上可見這個單例模式的實現過程主要有三個步驟，說明以下：

一、在自定義的Application類內部聲明一個該類的靜態實例；
二、重寫onCreate方法，把自身對象賦值給第一步聲明的實例；
三、提供一個供外部調用的靜態方法getInstance，該方法返回第一步聲明的Application類實例；
不論是代碼仍是步驟，這個單例化的實現都還蠻簡單的。一樣的單例化過程經過Kotlin編碼實現的話，靜態屬性和靜態方法可利用伴生對象來實現，這樣就造成了Kotlin單例化的第一種方式：手工聲明屬性的單例化，具體描述見下。

1、手工聲明屬性的單例化
該方式與Java的常見作法一致，也是手工聲明自身類的靜態實例，而後經過靜態方法返回自身實例。與Java的不一樣之處在於：Kotlin引入了空安全機制，故而靜態屬性要聲明爲可空變量、而後得到實例時要在末尾加上雙感嘆號表示非空，固然也可事先將自身實例聲明爲延遲初始化屬性。總之，兩種聲明手段都是爲了確保一個目的，即Application類提供給外部訪問的自身實例必須是非空的。
下面是手工單例化的Kotlin代碼例子：

class MainApplication : Application() {

    override fun onCreate() {
        super.onCreate()
        instance = this
    }

    //單例化的第一種方式：聲明一個簡單的Application屬性
    companion object {
        //狀況一：聲明可空的屬性
        private var instance: MainApplication? = null
        fun instance() = instance!!
        //狀況二：聲明延遲初始化屬性
        //private lateinit var instance: MainApplication
        //fun instance() = instance
    }
}

　　

2、藉助Delegates的委託屬性單例化
第一種方式的單例化，雖然提供了兩種屬性的聲明手段，但只是爲了保證自身實例的非空性。若是僅僅是確保屬性非空，其實Kotlin已經提供了一個系統工具進行自動校驗，這個工具即是Delegates的notNull方法。該方法返回非空校驗的行爲，只要將指定屬性的讀寫行爲委託給這個非空校驗行爲，那麼開發者就無需手工進行非空判斷了。利用Delegates工具的屬性代理功能，就構成了Kotlin的第二種單例化方式；有關委託屬性和屬性代理的介紹，可參見前面的博文《Kotlin入門(25)共享參數模板》。
下面是系統委託屬性單例化的Kotlin代碼例子：

class MainApplication : Application() {

    override fun onCreate() {
        super.onCreate()
        instance = this
    }

    //單例化的第二種方式：利用系統自帶的Delegates生成委託屬性
    companion object {
        private var instance: MainApplication by Delegates.notNull()
        fun instance() = instance
    }
}

第二種方式的委託屬性單例化，在App代碼中獲取Application實例與第一種方式是同樣的，都是調用「MainApplication.instance()」這個函數得到Application的自身實例。

3、自定義委託行爲的單例化
前兩種單例化都只完成了非空校驗，還不是嚴格意義上的單例化。真正的單例化是有且僅有一次賦值操做，儘管前兩種的單例化並未實現惟一賦值功能，可是在大多數場合已經夠用了。但是做爲孜孜不倦的開發者，務必要究根問底，到底能不能實現惟一賦值狀況下的單例化。顯然系統自帶的Delegates工具沒有提供你們期待的校驗行爲，因而開發者必須本身寫一個可以校驗賦值次數的行爲類，目的是接管委託屬性的讀寫行爲。自定義接管行爲的實現，前面的博文《Kotlin入門(25)共享參數模板》即已給出了Preference<T>的完整源碼，其中關鍵是重寫了讀方法getValue和寫方法setValue，所以在這裏可借鑑Preference<T>完成自定義的委託行爲編碼。
下面是自定義委託行爲的單例化代碼：

class MainApplication : Application() {

    override fun onCreate() {
        super.onCreate()
        instance = this
    }

    //單例化的第三種方式：自定義一個非空且只能一次性賦值的委託屬性
    companion object {
        private var instance: MainApplication by NotNullSingleValueVar()
        fun instance() = instance
    }

    //定義一個屬性管理類，進行非空和重複賦值的判斷
    private class NotNullSingleValueVar<T>() : ReadWriteProperty<Any?, T> {
        private var value: T? = null
        override fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): T {
            return value ?: throw IllegalStateException("application not initialized")
        }

        override fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: T) {
            this.value = if (this.value == null) value
            else throw IllegalStateException("application already initialized")
        }
    }
}

由上述代碼看到，自定義的委託行爲在getValue方法中進行非空校驗，在setValue方法中進行重複賦值的校驗，從而按照要求接管了委託屬性的讀寫行爲。