Android 设计模式入门到精通之一：单例模式（Singleton Pattern）

最新推荐文章于 2023-02-16 10:51:12 发布

架构师训练营

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分类专栏：设计模式

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本文深入探讨单例模式的概念和技术背景，解析其在Java应用中如何确保一个类仅有一个实例，并提供全局访问点。通过三种实现方式，包括非延迟实例化（饥汉模式）、延迟实例化（饱汉模式）及其进阶方案，阐述单例模式在实际项目中的应用。

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设计模式项目源码请移步：https://github.com/caobaokang419/WeatherApp（欢迎Github Fork&Star，代码设计模式&框架设计实现不妥之处，请帮忙指正），谢谢！

单例模式（Singleton Pattern）

一、概念及技术背景

Ensure a class has only one instance, and provide a global point of access to it.（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。

二、技术背景

单例对象（Singleton）是一种常用的设计模式。在Java应用中，单例对象能保证在一个JVM中，该对象只有一个实例存在。这样的模式有几个好处：

1、某些类创建比较频繁，对于一些大型的对象，这是一笔很大的系统开销。

2、省去了new操作符，降低了系统内存的使用频率，减轻GC压力。

3、有些类如交易所的核心交易引擎，控制着交易流程，如果该类可以创建多个的话，系统完全乱了。（比如一个军队出现了多个司令员同时指挥，肯定会乱成一团），所以只有使用单例模式，才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。

三、代码实践

JDK:

• java.lang.Runtime#getRuntime()

• java.awt.Desktop#getDesktop()

Android: （Thread-Safe demo codes）

1. 实现方式1：非延迟实例化（饥汉模式）

好处：实例对象在类加载过程中就会被创建，无需关注线程安全问题。

缺点：如果过多使用的饿汉单例，则会生产出过多的实例对象，无论你是否要使用他们。

public class CityInfoUtil {
    private static CityInfoUtil mInstance = new CityInfoUtil();

    /*私有构造，限制用户自行实例化*/
    private CityInfoUtil() {
    }

    public static CityInfoUtil getInstance() {
        return mInstance;
    }
}

2. 实现方式2：延迟实例化（饱汉模式）

好处：延时加载，用的时候才会生产对象。

缺点：需要保证同步，付出效率的代价。

public synchronized static WtContentProviderUtil getInstant(Context context) {
    if (mInstant == null) {
        mInstant = new WtContentProviderUtil(context);
    }
    return mInstant;
}

3. 实现方式3：延迟实例化（饱汉模式）的进阶方案：双重锁检查模式 --应弃用！

好处（本意）：非空时，不需要再检查锁状态，提高效率

缺陷：双重检查锁定的问题是：并不能保证它会在单处理器或多处理器计算机上顺利运行。双重检查锁定失败的问题并不归咎于 JVM 中的实现 bug，而是归咎于 Java 平台内存模型。内存模型允许所谓的“无序写入”，这也是这些习语失败的一个主要原因。

public static WtContentProviderUtil getInstant(Context context) {
    if (mInstant == null) {
        /*双重检查加锁，减少使用同步*/
        synchronized(WtContentProviderUtil.class){
            if (mInstant == null) {
                mInstant = new WtContentProviderUtil(context);
            }
        }
    }
    return mInstant;
}