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。