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Android中的设计模式之单例模式

newtrek
 newtrek
发布于 2018/08/07 23:42
字数 1281
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参考

  • 《设计模式:可复用面向对象软件的基础 》3.5 Singleton 单件--对象创建型模式
  • 《设计模式解析》(第二版)第21章 Singleton模式和Double-Checked Locking模式
  • 《Android源码设计模式解析与实战》第2章 单例模式

意图

保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

动机

对一些类来说,只有一个类实例是很重要的,比如一个公司CEO只有一位,一个帝国只有一个皇帝。 单例模式是应用最广的模式之一,单例对象的类必须保证只有一个实例存在。如在一个应用中,应该只有一个ImageLoader实例,这个ImageLoader中又含有线程池,缓存系统,网络请求等,很消耗资源,因此,没有理由让它构造多个实例。

保持只有一个单例,好的办法是让类自身负责保存它的唯一实例。

适用性

  • 当类只能有一个实例而且客户可以从一个众所周知的访问点访问它。
  • 当这个唯一实例应该是通过子类化可扩展的,并且客户应该无需更改代码就能使用一个扩展的实例。

定义

确保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

角色

  • Client 高层客户端
  • Singleton 单例类

Singleton

Java实现单例模式的关键点

  • 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,尤其是在多线程环境下;
  • 确保单例类对象在反序列化时不会重新构建对象;

实现方式

饿汉模式

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

加载类的时候就构造了单例,有个问题是万一客户端一直都不用这个单例呢,岂不是浪费资源

懒汉模式

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

这里getInstance()方法添加了synchronized关键字,也就是getInstance()是一个同步方法,目的是保证在多线程情况下单例对象唯一的手段。这里会有个问题,即使instance已经被初始化,每次调用getInstance()方法都会进行同步,这样会消耗不必要的资源。

Double Check Lock(DCL)实现单例

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

因为getInstance()可能同时会有多个客户端调用,DCL方式实现单例模式的优点是既能在需要时才初始化单例,又能保证线程安全,且单例对象初始化调用后调用getInstance不进行同步锁。

  • 第一次检查单例有没有实例化, getInstance()并没有同步,所以不会太耗时,如果为空则进入第二次检查,否则返回实例
  • 第二次检查就是构造实例了,这次必须同步,就是在同步的情况下,判断实例为不为空,为空就构造。

这种实现方式很流行,很多框架都用这种

静态内部类单例模式

public class Singleton {
	private void Singleton(){}
	
	public  static Singleton getInstance(){
		return SingletonHolder.sInstance;
	}
	/**
	 * 静态内部类
	 */
	private static class SingletonHolder{
		private static final Singleton sInstance=new Singleton();
	}
}

DCL虽然在一定程度上解决了资源消耗,多余的同步,线程安全等问题,但是,他还是在某些情况下出项失效的问题。

静态内部类单例模式,当第一次加载Singleton类时并不会初始化sInstance,只有在第一次调用Singleton的getInstance方法时才会导致sInstance被初始化。因此,第一次调用getInstance方法会导致虚拟机加载SinglentonHolder类,这种方式不仅能确保线程安全,也能够保证单例对象的唯一性,同时也延迟了单例的实例化,所以这个是推荐使用的单例模式实现方式。

枚举单例

public enum SingletonEnum {
	INSTANCE;
	public void dosomeThing(){
		System.out.println("do sth.");
	}

}

《Effective Java》推荐的用法,用枚举

使用容器实现单例模式

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

在程序的初始,将多种单例类型注入到一个统一的管理类中,在使用时根据key获取对象对应类型的对象。

应用例子1 Android开发封装的OkHttp3 Client单例

// todo 这个很常见了,后面贴个代码

应用例子2 Android中的LayoutInflater

// todo 待研究,后面更

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