摘要：設(shè)計(jì)模式之一：單例模式目錄介紹1.單例模式介紹2.單例模式定義3.單例模式使用場景4.單例模式的實(shí)現(xiàn)方式 4.1 懶漢式【線程不安全】 4.2 懶漢式【****synchronized 線程安全】 4.
設(shè)計(jì)模式之一：單例模式
目錄介紹
1.單例模式介紹
2.單例模式定義
3.單例模式使用場景
4.單例模式的實(shí)現(xiàn)方式
4.1 懶漢式【線程不安全】
4.2 懶漢式【****synchronized 線程安全】
4.3 餓漢式【線程安全】
4.4 DCL雙重校驗(yàn)?zāi)Ｊ健揪€程安全】
4.5 靜態(tài)內(nèi)部類單例模式【線程安全】
4.6 枚舉單例【線程安全】
4.7 使用容器實(shí)現(xiàn)單例模式
5.Android源碼中單例
5.1 InputMethodManager中使用單例模式
5.2 LayoutInflater使用的單例模式
5.2 通過Context獲取系統(tǒng)級服務(wù)的單例模式
6.單例模式總結(jié)
7.其他
0.本人寫的綜合案例
模塊：新聞，音樂，視頻，圖片，唐詩宋詞，快遞，天氣，記事本，閱讀器等等
接口：七牛，阿里云，天行，干貨集中營，極速數(shù)據(jù)，追書神器等等
1.單例模式介紹
單例模式是應(yīng)用最廣的模式，也是我最先知道的一種設(shè)計(jì)模式，在深入了解單例模式之前，每當(dāng)遇到如：getInstance（）這樣的創(chuàng)建實(shí)例的代碼時(shí)，我都會(huì)把它當(dāng)做一種單例模式的實(shí)現(xiàn)。
單例模式特點(diǎn)
構(gòu)造函數(shù)不對外開放，一般為private
通過一個(gè)靜態(tài)方法或者枚舉返回單例類對象
確保單例類的對象有且只有一個(gè)，尤其是在多線程的環(huán)境下
確保單例類對象在反序列化時(shí)不會(huì)重新構(gòu)造對象
2.單例模式定義
保證一個(gè)類僅有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)訪問它的全局訪問點(diǎn)
3.單例模式使用場景
應(yīng)用中某個(gè)實(shí)例對象需要頻繁的被訪問。
應(yīng)用中每次啟動(dòng)只會(huì)存在一個(gè)實(shí)例。如賬號系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
4.單例模式的實(shí)現(xiàn)方式
4.1 懶漢式【線程不安全】
懶漢式代碼//懶漢式單例類.在第一次調(diào)用的時(shí)候?qū)嵗约?public class Singleton { //私有的構(gòu)造函數(shù) private Singleton() {} //私有的靜態(tài)變量 private static Singleton single=null; //暴露的公有靜態(tài)方法 public static Singleton getInstance() { if (single == null) { single = new Singleton(); } return single; } }
代碼分析懶漢式（線程不安全）的單例模式分為三個(gè)部分：私有的構(gòu)造方法，私有的全局靜態(tài)變量，公有的靜態(tài)方法。 起到重要作用的是靜態(tài)修飾符static關(guān)鍵字，我們知道在程序中，任何變量或者代碼都是在編譯時(shí)由系統(tǒng)自動(dòng)分配內(nèi)存來存儲(chǔ)的，而所謂靜態(tài)就是指在編譯后所分配的內(nèi)存會(huì)一直存在，直到程序退出內(nèi)存才會(huì)釋放這個(gè)空間，因此也就保證了單例類的實(shí)例一旦創(chuàng)建，便不會(huì)被系統(tǒng)回收，除非手動(dòng)設(shè)置為null。
優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：延遲加載（需要的時(shí)候才去加載） 缺點(diǎn)： 線程不安全，在多線程中很容易出現(xiàn)不同步的情況，如在數(shù)據(jù)庫對象進(jìn)行的頻繁讀寫操作時(shí)。
4.2 懶漢式【**synchronized 線程安全】**
懶漢式代碼public class Singleton { //私有的靜態(tài)變量 private static Singleton instance; //私有的構(gòu)造方法 private Singleton (){}； //公有的同步靜態(tài)方法 public static **synchronized** Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } }
代碼分析這種單例實(shí)現(xiàn)方式的getInstance（）方法中添加了synchronized 關(guān)鍵字，也就是告訴Java（JVM）getInstance是一個(gè)同步方法。 同步的意思是當(dāng)兩個(gè)并發(fā)線程訪問同一個(gè)類中的這個(gè)synchronized同步方法時(shí)， 一個(gè)時(shí)間內(nèi)只能有一個(gè)線程得到執(zhí)行，另一個(gè)線程必須等待當(dāng)前線程執(zhí)行完才能執(zhí)行，因此同步方法使得線程安全，保證了單例只有唯一個(gè)實(shí)例。
優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：解決了線程不安全的問題。 缺點(diǎn)：效率有點(diǎn)低，每次調(diào)用實(shí)例都要判斷同步鎖 它的缺點(diǎn)在于每次調(diào)用getInstance（）都進(jìn)行同步，造成了不必要的同步開銷。這種模式一般不建議使用。
4.3 餓漢式【線程安全】
餓漢式代碼//餓漢式單例類.在類初始化時(shí)，已經(jīng)自行實(shí)例化 public class Singleton { //static修飾的靜態(tài)變量在內(nèi)存中一旦創(chuàng)建，便永久存在 private static Singleton instance = new Singleton(); private Singleton (){} public static Singleton getInstance() { return instance; } }
代碼分析餓漢式在類創(chuàng)建的同時(shí)就已經(jīng)創(chuàng)建好一個(gè)靜態(tài)的對象供系統(tǒng)使用，以后不再改變，所以天生是線程安全的。其中instance=new Singleton()可以寫成： static { instance = new Singleton(); }
4.4 DCL雙重校驗(yàn)?zāi)Ｊ?/b>
DCL雙重校驗(yàn)?zāi)Ｊ酱apublic class Singleton { private static Singleton singleton; //靜態(tài)變量 private Singleton (){} //私有構(gòu)造函數(shù) public static Singleton getInstance() { if (singleton == null) { //第一層校驗(yàn) synchronized (Singleton.class) { if (singleton == null) { //第二層校驗(yàn) singleton = new Singleton(); } } } return singleton; } }
代碼分析這種模式的亮點(diǎn)在于getInstance（）方法上，其中對singleton 進(jìn)行了兩次判斷是否空，第一層判斷是為了避免不必要的同步，第二層的判斷是為了在null的情況下才創(chuàng)建實(shí)例。
優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：在并發(fā)量不多，安全性不高的情況下或許能很完美運(yùn)行單例模式 缺點(diǎn)：不同平臺(tái)編譯過程中可能會(huì)存在嚴(yán)重安全隱患。
模擬分析假設(shè)線程A執(zhí)行到了singleton = new Singleton(); 語句，這里看起來是一句代碼，但是它并不是一個(gè)原子操作，這句代碼最終會(huì)被編譯成多條匯編指令，它大致會(huì)做三件事情 （a）給Singleton的實(shí)例分配內(nèi)存 （b）調(diào)用Singleton（）的構(gòu)造函數(shù)，初始化成員字段 （c）將singleton對象指向分配的內(nèi)存空間（即singleton不為空了） 但是由于Java編譯器允許處理器亂序執(zhí)行，以及在jdk1.5之前，JMM（Java Memory Model：java內(nèi)存模型）中Cache、寄存器、到主內(nèi)存的回寫順序規(guī)定，上面的步驟b 步驟c的執(zhí)行順序是不保證了。也就是說執(zhí)行順序可能是a-b-c，也可能是a-c-b,如果是后者的指向順序，并且恰恰在c執(zhí)行完畢，b尚未執(zhí)行時(shí)，被切換到線程B中，這時(shí)候因?yàn)閟ingleton在線程A中執(zhí)行了步驟c了，已經(jīng)非空了，所以，線程B直接就取走了singleton，再使用時(shí)就會(huì)出錯(cuò)。這就是DCL失效問題。 但是在JDK1.5之后，官方給出了volatile關(guān)鍵字，將singleton定義的代碼改成： private volatile static Singleton singleton; //使用volatile 關(guān)鍵字
4.5 靜態(tài)內(nèi)部類單例模式
靜態(tài)內(nèi)部類單例模式public class Singleton { private Singleton (){} ;//私有的構(gòu)造函數(shù) public static final Singleton getInstance() { return SingletonHolder.INSTANCE; } //定義的靜態(tài)內(nèi)部類 private static class SingletonHolder { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); //創(chuàng)建實(shí)例的地方 } }
優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：延遲加載，線程安全（java中class加載時(shí)互斥的），也減少了內(nèi)存消耗
代碼分析當(dāng)?shù)谝淮渭虞dSingleton 類的時(shí)候并不會(huì)初始化INSTANCE ，只有第一次調(diào)用Singleton 的getInstance（）方法時(shí)才會(huì)導(dǎo)致INSTANCE 被初始化。因此，第一次調(diào)用getInstance（）方法會(huì)導(dǎo)致虛擬機(jī)加載SingletonHolder 類，這種方式不僅能夠確保單例對象的唯一性，同時(shí)也延遲了單例的實(shí)例化。
4.6 枚舉單例
枚舉單例代碼
publicenumSingleton{? //enum枚舉類INSTANCE; public void whateverMethod() { } }
代碼分析
枚舉單例模式最大的優(yōu)點(diǎn)就是寫法簡單，枚舉在java中與普通的類是一樣的，不僅能夠有字段，還能夠有自己的方法，最重要的是默認(rèn)枚舉實(shí)例是線程安全的，并且在任何情況下，它都是一個(gè)單例。即使是在反序列化的過程，枚舉單例也不會(huì)重新生成新的實(shí)例。而其他幾種方式，必須加入如下方法：才能保證反序列化時(shí)不會(huì)生成新的對象。privateObjectreadResolve()throwsObjectStreamException{returnINSTANCE;}
4.7 使用容器實(shí)現(xiàn)單例模式
代碼
publicclass SingletonManager {privatestaticMap objMap =newHashMap();//使用HashMap作為緩存容器privateSingleton() { }publicstaticvoidregisterService(Stringkey,Objectinstance) {if(!objMap.containsKey(key) ) { objMap.put(key, instance) ;//第一次是存入Map} }publicstaticObjectgetService(Stringkey) {returnobjMap.get(key) ;//返回與key相對應(yīng)的對象}}
代碼分析
在程序的初始，將多種單例模式注入到一個(gè)統(tǒng)一的管理類中，在使用時(shí)根據(jù)key獲取對應(yīng)類型的對象。
5.Android源碼中單例
5.1 InputMethodManager中使用單例模式
5.2 LayoutInflater使用的單例模式
5.2 通過Context獲取系統(tǒng)級服務(wù)的單例模式
6.單例模式總結(jié)
總結(jié)：不管以哪種形式實(shí)現(xiàn)單例模式，它們的核心原理是將構(gòu)造函數(shù)私有化，并且通過靜態(tài)公有方法獲取一個(gè)唯一的實(shí)例，在這個(gè)獲取的過程中必須保證線程的安全，同時(shí)也要防止反序列化導(dǎo)致重新生成實(shí)例對象。
綜合考慮：推薦使用**4.4 DCL雙重校驗(yàn)?zāi)Ｊ剑?***4.5 靜態(tài)內(nèi)部類單例模式等等**
單例對象如果持有Context，那么很容易引發(fā)內(nèi)存泄漏，此時(shí)要注意傳遞給單例對象的Context最好是Application Context
