Android設計模式之單例模式
經常有人問我說Android學習如何進階？不管你怎么走，設計模式可謂是進階必備，對設計模式的理解與運用對你之后的代碼書寫與架構設計有很多的幫助作用，那么從今天開始我就抽時間來給大家分享下設計模式系列。
什么是設計模式？其實簡單的理解就是前人留下來的一些經驗總結而已，然后把這些經驗起了個名字叫Design Pattern，翻譯過來就是設計模式的意思，通過使用設計模式可以讓我們的代碼復用性更高，可維護性更高，讓你的代碼寫的更優雅。設計模式理論上有23種，但是我只會針對Android平臺上常用的一些設計模式做分享，今天就先來分享下最常用的單例模式。
餓漢式
- public class Singleton{
- private static Singleton instance = new Singleton();
- private Singleton(){}
- public static Singleton newInstance(){
- return instance;
- }
- }
餓漢式是最簡單的實現方式，這種實現方式適合那些在初始化時就要用到單例的情況，這種方式簡單粗暴，如果單例對象初始化非常快，而且占用內存非常小的時候這種方式是比較合適的，可以直接在應用啟動時加載并初始化。 但是，如果單例初始化的操作耗時比較長而應用對于啟動速度又有要求，或者單例的占用內存比較大，再或者單例只是在某個特定場景的情況下才會被使用，而一般情況下是不會使用時，使用 餓漢式 的單例模式就是不合適的，這時候就需要用到 懶漢式 的方式去按需延遲加載單例。
懶漢式
- public class Singleton{
- private static Singleton instance = null;
- private Singleton(){}
- public static newInstance(){
- if(null == instance){
- instance = new Singleton();
- }
- return instance;
- }
- }
懶漢式與 餓漢式 的***區別就是將單例的初始化操作，延遲到需要的時候才進行，這樣做在某些場合中有很大用處。比如某個單例用的次數不是很多，但是這個單例提供的功能又非常復雜，而且加載和初始化要消耗大量的資源，這個時候使用 懶漢式 就是非常不錯的選擇。
多線程下的單例模式
上面介紹了一些單例模式的基本應用方法，但是上面所說的那些使用方式都是有一個隱含的前提，那就是他們都是應用在單線程條件下，一旦換成了多線程就有出錯的風險。
如果在多線程的情況下， 餓漢式 不會出現問題，因為JVM只會加載一次單例類，但是 懶漢式 可能就會出現重復創建單例對象的問題。為什么會有這樣的問題呢？因為 懶漢式 在創建單例時是 線程不安全的，多個線程可能會并發調用他的 newInstance 方法導致多個線程可能會創建多份相同的單例出來。
那有沒有辦法，使 懶漢式 的單利模式也是線程安全的呢？答案肯定是有的，就是使用加同步鎖的方式去實現。
懶漢式同步鎖
- public class Singleton {
- private static Singleton instance = null;
- private Singleton(){
- }
- public static Singleton getInstance() {
- synchronized (Singleton.class) {
- if (instance == null) {
- instance = new Singleton();
- }
- }
- return instance;
- }
- }
這種是最常見的解決同步問題的一種方式，使用同步鎖synchronized (Singleton.class)防止多線程同時進入造成instance被多次實例化。舉個在Android使用這種方式的例子：
InputMethodManager示例
- public final class InputMethodManager {
- //內部全局唯一實例
- static InputMethodManager sInstance;
- //對外api
- public static InputMethodManager getInstance() {
- synchronized (InputMethodManager.class) {
- if (sInstance == null) {
- IBinder b = ServiceManager.getService(Context.INPUT_METHOD_SERVICE);
- IInputMethodManager service = IInputMethodManager.Stub.asInterface(b);
- sInstance = new InputMethodManager(service, Looper.getMainLooper());
- }
- return sInstance;
- }
- }
- }
以上是Android源碼中輸入法類相關的單例使用方式。
但其實還有一種更好的方式如下：
雙重校驗鎖
- public class Singleton {
- private static volatile Singleton instance = null;
- private Singleton(){
- }
- public static Singleton getInstance() {
- // if already inited, no need to get lock everytime
- if (instance == null) {
- synchronized (Singleton.class) {
- if (instance == null) {
- instance = new Singleton();
- }
- }
- }
- return instance;
- }
- }
可以看到上面在synchronized (Singleton.class)外又添加了一層if，這是為了在instance已經實例化后下次進入不必執行synchronized (Singleton.class)獲取對象鎖，從而提高性能。
以上兩種方式還是挺麻煩的，我們不禁要問，有沒有更好的實現方式呢？答案是肯定的。 我們可以利用JVM的類加載機制去實現。在很多情況下JVM已經為我們提供了同步控制，比如：
在static{}區塊中初始化的數據
訪問final字段時
等等
因為在JVM進行類加載的時候他會保證數據是同步的，我們可以這樣實現：
采用內部類，在這個內部類里面去創建對象實例。這樣的話，只要應用中不使用內部類 JVM 就不會去加載這個單例類，也就不會創建單例對象，從而實現 懶漢式 的延遲加載和線程安全。
實現代碼如下：
靜態內部類
- public class Singleton{
- //內部類，在裝載該內部類時才會去創建單利對象
- private static class SingletonHolder{
- public static Singleton instance = new Singleton();
- }
- private Singleton(){}
- public static Singleton newInstance(){
- return SingletonHolder.instance;
- }
- public void doSomething(){
- //do something
- }
- }
這樣實現出來的單例類就是線程安全的，而且使用起來很簡潔，麻麻再也不用擔心我的單例不是單例了。
然而這還不是最簡單的方式， Effective Java 中推薦了一種更簡潔方便的使用方式，就是使用枚舉。
枚舉類型單例模式
- public enum Singleton{
- //定義一個枚舉的元素，它就是Singleton的一個實例
- instance;
- public void doSomething(){
- // do something ...
- }
- }
使用方法如下：
- public static void main(String[] args){
- Singleton singleton = Singleton.instance;
- singleton.doSomething();
- }
默認枚舉實例的創建是線程安全的.(創建枚舉類的單例在JVM層面也是能保證線程安全的), 所以不需要擔心線程安全的問題，所以理論上枚舉類來實現單例模式是最簡單的方式。
總結
一般單例模式包含了5種寫法，分別是餓漢、懶漢、雙重校驗鎖、靜態內部類和枚舉。相信看完之后你對單例模式有了充分的理解了，根據不同的場景選擇最你最喜歡的一種單例模式吧！
