如何解析Android Java語言中單例這種設(shè)計(jì)模式

本篇文章為大家展示了如何解析Android Java語言中單例這種設(shè)計(jì)模式，內(nèi)容簡明扼要并且容易理解，絕對(duì)能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

概念

單例模式，又稱單件模式或者單子模式，指的是一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并且提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)思路

• 在單例的類中設(shè)置一個(gè)private靜態(tài)變量sInstance，sInstance類型為當(dāng)前類，用來持有單例***的實(shí)例。

• 將（無參數(shù)）構(gòu)造器設(shè)置為private，避免外部使用new構(gòu)造多個(gè)實(shí)例。

• 提供一個(gè)public的靜態(tài)方法，如getInstance，用來返回該類的***實(shí)例sInstance。

其中上面的單例的實(shí)例可以有以下幾種創(chuàng)建形式，每一種實(shí)現(xiàn)都需要保證實(shí)例的***性。

餓漢式

餓漢式指的是單例的實(shí)例在類裝載時(shí)進(jìn)行創(chuàng)建。如果單例類的構(gòu)造方法中沒有包含過多的操作處理，餓漢式其實(shí)是可以接受的。

餓漢式的常見代碼如下,當(dāng)SingleInstance類加載時(shí)會(huì)執(zhí)行

private static SingleInstance sInstance = new SingleInstance();

初始化了***的實(shí)例，然后getInstance()直接返回sInstance即可。

public class SingleInstance {   private static SingleInstance sInstance = new SingleInstance();      private SingleInstance() {   }      public static SingleInstance getInstance() {       return sInstance;   } }

餓漢式的問題

• 如果構(gòu)造方法中存在過多的處理，會(huì)導(dǎo)致加載這個(gè)類時(shí)比較慢，可能引起性能問題。

• 如果使用餓漢式的話，只進(jìn)行了類的裝載，并沒有實(shí)質(zhì)的調(diào)用，會(huì)造成資源的浪費(fèi)。

懶漢式

懶漢式指的是單例實(shí)例在***次使用時(shí)進(jìn)行創(chuàng)建。這種情況下避免了上面餓漢式可能遇到的問題。

但是考慮到多線程的并發(fā)操作，我們不能簡簡單單得像下面代碼實(shí)現(xiàn)。

public class SingleInstance {   private static SingleInstance sInstance;   private SingleInstance() {   }      public static SingleInstance getInstance() {       if (null == sInstance) {           sInstance = new SingleInstance();       }       return sInstance;   } }

上述的代碼在多個(gè)線程密集調(diào)用getInstance時(shí)，存在創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例的可能。比如線程A進(jìn)入null == sInstance這段代碼塊，而在A線程未創(chuàng)建完成實(shí)例時(shí)，如果線程B也進(jìn)入了該代碼塊，必然會(huì)造成兩個(gè)實(shí)例的產(chǎn)生。

synchronized修飾方法

使用synchrnozed修飾getInstance方法可能是最簡單的一個(gè)保證多線程保證單例***性的方法。
synchronized修飾的方法后，當(dāng)某個(gè)線程進(jìn)入調(diào)用這個(gè)方法，該線程只有當(dāng)其他線程離開當(dāng)前方法后才會(huì)進(jìn)入該方法。所以可以保證getInstance在任何時(shí)候只有一個(gè)線程進(jìn)入。

public class SingleInstance {   private static SingleInstance sInstance;   private SingleInstance() {   }      public static synchronized SingleInstance getInstance() {       if (null == sInstance) {           sInstance = new SingleInstance();       }       return sInstance;   } }

但是使用synchronized修飾getInstance方法后必然會(huì)導(dǎo)致性能下降，而且getInstance是一個(gè)被頻繁調(diào)用的方法。雖然這種方法能解決問題，但是不推薦。

雙重檢查加鎖

使用雙重檢查加鎖，首先進(jìn)入該方法時(shí)進(jìn)行null == sInstance檢查，如果***次檢查通過，即沒有實(shí)例創(chuàng)建，則進(jìn)入synchronized控制的同步塊,并再次檢查實(shí)例是否創(chuàng)建，如果仍未創(chuàng)建，則創(chuàng)建該實(shí)例。

雙重檢查加鎖保證了多線程下只創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例，并且加鎖代碼塊只在實(shí)例創(chuàng)建的之前進(jìn)行同步。如果實(shí)例已經(jīng)創(chuàng)建后，進(jìn)入該方法，則不會(huì)執(zhí)行到同步塊的代碼。

public class SingleInstance {   private static volatile SingleInstance sInstance;   private SingleInstance() {   }      public static SingleInstance getInstance() {       if (null == sInstance) {           synchronized (SingleInstance.class) {               if (null == sInstance) {                   sInstance = new SingleInstance();               }           }       }       return sInstance;   } }

volatile是什么

Volatile是輕量級(jí)的synchronized，它在多處理器開發(fā)中保證了共享變量的“可見性”?？梢娦缘囊馑际钱?dāng)一個(gè)線程修改一個(gè)共享變量 時(shí)，另外一個(gè)線程能讀到這個(gè)修改的值。使用volatile修飾sInstance變量之后，可以確保多個(gè)線程之間正確處理sInstance變量。
關(guān)于volatile，可以訪問深入分析Volatile的實(shí)現(xiàn)原理了解更多。

利用static機(jī)制

在Java中，類的靜態(tài)初始化會(huì)在類被加載時(shí)觸發(fā)，我們利用這個(gè)原理，可以實(shí)現(xiàn)利用這一特性，結(jié)合內(nèi)部類，可以實(shí)現(xiàn)如下的代碼，進(jìn)行懶漢式創(chuàng)建實(shí)例。

public class SingleInstance {   private SingleInstance() {   }      public static SingleInstance getInstance() {       return SingleInstanceHolder.sInstance;   }      private static class SingleInstanceHolder {       private static SingleInstance sInstance = new SingleInstance();   } }

關(guān)于這種機(jī)制，可以具體了解雙重檢查鎖定與延遲初始化

好奇問題

真的只有一個(gè)對(duì)象么

其實(shí)，單例模式并不能保證實(shí)例的***性，只要我們想辦法的話，還是可以打破這種***性的。以下幾種方法都能實(shí)現(xiàn)。

• 使用反射，雖然構(gòu)造器為非公開，但是在反射面前就不起作用了。

• 如果單例的類實(shí)現(xiàn)了cloneable，那么還是可以拷貝出多個(gè)實(shí)例的。

• Java中的對(duì)象序列化也有可能導(dǎo)致創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例。避免使用readObject方法。

• 使用多個(gè)類加載器加載單例類，也會(huì)導(dǎo)致創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例并存的問題。

單例可以繼承么

單例類能否被繼承需要分情況而定。

可以繼承的情況

當(dāng)子類是父類單例類的內(nèi)部類時(shí)，繼承是可以的。

public class BaseSingleton {   private static volatile BaseSingleton sInstance;      private BaseSingleton() {          }      public static BaseSingleton getInstance() {       if (null == sInstance) {           synchronized(BaseSingleton.class) {               if (null == sInstance) {                   sInstance = new BaseSingleton();               }           }       }       return sInstance;   }      public static class  MySingleton extends BaseSingleton {          }    }

但是上面僅僅是編譯和執(zhí)行上允許的，但是繼承單例沒有實(shí)際的意義，反而會(huì)變得更加事倍功半，其代價(jià)要大于新寫一個(gè)單例類。感興趣的童鞋可以嘗試折騰一下。

不可以繼承的情況

如果子類為單獨(dú)的類，非單例類的內(nèi)部類的話，那么在編譯時(shí)就會(huì)出錯(cuò)Implicit super constructor BaseSingleton() is not visible for default constructor. Must define an explicit constructor，主要原因是單例類的構(gòu)造器是private，解決方法是講構(gòu)造器設(shè)置為可見，但是這樣做就無法保證單例的***性。所以這種方式不可以繼承。

總的來說，單例類不要繼承。

單例 vs static變量

全局靜態(tài)變量也可以實(shí)現(xiàn)單例的效果，但是使用全局變量無法保證只創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例，而且使用全局變量的形式，需要團(tuán)隊(duì)的約束，執(zhí)行起來可能會(huì)出現(xiàn)問題。

關(guān)于GC

因?yàn)閱卫愔杏忠粋€(gè)靜態(tài)的變量持有單例的實(shí)例，所以相比普通的對(duì)象，單例的對(duì)象更不容易被GC回收掉。單例對(duì)象的回收應(yīng)該發(fā)生在其類加載器被GC回收掉之后，一般不容易出現(xiàn)。

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