一、单例模式定义
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。
二、单例模式使用场景
- 避免产生多个对象消耗过多的资源，或者某种类型的对象只应该有且只有一个。
- 对IO、数据库、网络、图片、SharePreference等的访问。
- 需要定义大量的静态常量和静态方法，例如Utils类。
- 唯一序列号生成的场合。
- 需要一个共享访问点或者共享数据的场合，例如全局的计数器。
- Android中的SystemService就是通过单例的方式注册到系统当中。
三、UML图
单例模式.png
四、实现单例模式主要几个关键点
- 构造函数不对外开放，一般为private；
- 通过一个静态方法或者枚举返回单例类对象；
- 确保单例类的对象有且只有一个，尤其在多线程环境下；
- 确保单例类对象在反序列时不会重新构建对象；
五、单例模式的优点
- 当一个对象需要频繁地创建销毁时，单例模式可以减少内存开支，防止内存溢出。
- 当一个对象的产生需要比较多都资源时，如读取配置、产生其他依赖对象时，可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后用永久驻留内存的方法可以减少系统性能都开销。
- 可以避免对资源的多重占用，例如写文件操作，由于自由一个实例存在，避免了同时进行写操作。
- 单例模式可以在系统全局的访问点，优化和共享资源访问，例如，可设计一个单例类，辅助所有数据表的映射处理。
六、单例模式的缺点
- 单例模式一般没有接口，扩展很困难，除非修改代码。
- 代理对象如果持有
Context，会引发内存泄露，最好传Application Context。
七、实现的方式：
1.饿汉模式
/**
*通过getInstance方法去获取，在声明静态对象的时候就初始化了，浪费内存。
*/
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
2.懒汉模式
/**
* 特点：使用才实例化；线程安全，但是由于每次需要同步性能较低，不建议使用
*/
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance= new Singleton();
}
return sInstance;
}
}
3.双检锁 DCL 实现模式
/**
* 第一次使用才创建；
* 第一层判定主要是为了避免不必要的同步；
* 第二层的判断是为了在null的情况下创建实例；
* 特点：解决了资源消耗、多余的同步、线程安全问题。
* 但是在某些情况下会失效(原子性)，需要在第一行中为sInstance添加valatile关键字。
*/
public class Singleton {
private static Singleton sInstance = null;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (sInstance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (sInstance == null) {
sInstance = new Singleton();
}
}
}
return sInstance;
}
}
4.静态内部类单例模式
/**
* 第一次加载Singleton类时并不会初始化sInstance ；
* 只有在第一次调用Singleton的getInstance方法才会到导致sInstance被初始化。
*/
public class Singleton {
private Singleton() {}
//静态内部类
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton sInstance = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.sInstance;
}
}
5.枚举模式
/**
* 写法简单，线程安全，
*/
public enum Singleton {
INSTANCE；
public void doSomeThing(){
//do something...
}
}
6.使用容器实现单例模式
public class Singleton {
public static class SingletonManager {
private SingletonManager() { }
private static Map<String, Singleton> sSingletonMap = new HashMap<>();
public static void register(String key, Singleton value) {
if (!sSingletonMap.containsKey(key)) {
sSingletonMap.put(key, value);
}
}
public static void unregister(String key) {
if (sSingletonMap.containsKey(key)) {
sSingletonMap.remove(key);
}
}
public static Singleton getSingleton(String key) {
return sSingletonMap.get(key);
}
}
}
7.Kotlin中通过object关键字实现
/**
* Kotlin中通过object关键字可以实现最简单的单例，相当于饿汉式
* 特点：这种单例只有一个实现的对象；不能自定义构造方法；可以实现接口、继续父类
*/
object Singleton {
public fun test() {
println("")
}
}
//调用方式
fun main(args: Array<String>) {
Singleton.test();
}
八、单例的总结
- 饿汉：无法对instance实例进行延迟加载；
- 懒汉：在添加同步的情况下才能保证实例的唯一性，但导致性能缺陷；
- 双检锁DCL：JVM即使编译器的指令重排序，有时实例不会唯一，使用volatile可以改变这个情况；
- 静态内部类和枚举：在延迟加载 / 线程安全 / 性能优势更为突出。
九、相关面试题
Android的单列模式如何保证一定单例的情况？
//可以在两次判断的基础上，使用“volatile”关键字来修饰instance，保证instance实例的唯一。
public class Singleton{
private volatile static Singleton instance;
private Singleton() {};
public static Singleton getInstance() {
if (instance==null) {
synchronized(Singleton.class) {
if (instance==null)
instance=new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
十、参考书籍
- 《Android 源码设计模式解析与实战》
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