本文實(shí)例講述了Android開(kāi)發(fā)中的單例模式應(yīng)用。分享給大家供大家參考，具體如下：

單例模式是應(yīng)用最廣的設(shè)計(jì)模式之一，在應(yīng)用這種模式的時(shí)候，單例對(duì)象的類(lèi)必須保證只有一個(gè)實(shí)例存在。許多時(shí)候，整個(gè)系統(tǒng)只需要擁有一個(gè)全局對(duì)象，這樣有利于協(xié)調(diào)系統(tǒng)的整體行為。如一個(gè)應(yīng)用中，應(yīng)該只有ImageLoader實(shí)例，這個(gè)ImageLoader實(shí)例中又包含網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、緩存系統(tǒng)、線程池等，很耗資源，因此沒(méi)有理由讓他構(gòu)造多個(gè)實(shí)例。這種不能自由構(gòu)造對(duì)象的情況就是使用單例模式的場(chǎng)景。在Android系統(tǒng)中存在很多這種場(chǎng)景，比如最常用的context.getSystemService(),BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()等等都是使用的單例模式。下面就列出幾種單例模式的構(gòu)建方式以及各種方式的優(yōu)缺點(diǎn)。

1.懶漢模式

懶漢模式是申明一個(gè)靜態(tài)變量，并且在用戶(hù)第一次調(diào)用getInstance時(shí)進(jìn)行初始化，懶漢模式實(shí)現(xiàn)如下：

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

getIntance()方法中添加了synchronized關(guān)鍵字，也就是getInstance是一個(gè)同步方法，這就是上面所說(shuō)的在多線程情況下保證單例對(duì)象唯一性的手段。但是這樣存在一個(gè)問(wèn)題，即使sInstance已經(jīng)被初始化，每次調(diào)用getInstance都會(huì)進(jìn)行同步，這樣會(huì)消耗不必要的資源，這也是懶漢單例模式存在的最大問(wèn)題。懶漢模式的最大優(yōu)點(diǎn)是單例只有在使用的時(shí)候才會(huì)被實(shí)例化，在一定程度上節(jié)約了資源；缺點(diǎn)是第一次加載時(shí)需要及時(shí)初始化，反應(yīng)稍慢，最大的問(wèn)題是每次調(diào)用getInstance都進(jìn)行同步，造成不必要的同步開(kāi)銷(xiāo)。一般不建議使用。

2.Double Check Lock(DCL)實(shí)現(xiàn)單例

DCL方式實(shí)現(xiàn)單例模式的優(yōu)點(diǎn)是既能夠在需要的時(shí)候才初始化單例又能保證線程安全，且單例對(duì)象的初始化后調(diào)用getInstance不進(jìn)行同步鎖。實(shí)現(xiàn)如下：

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

本程序的亮點(diǎn)在于getInstance()方法中對(duì)sIntance進(jìn)行了兩次非空判斷：第一層主要是為了避免不必要的同步，第二層的判斷則是為了在null的情況下創(chuàng)建實(shí)例。假設(shè)線程A執(zhí)行到sInstance = new Singleton()的語(yǔ)句，這看起來(lái)是原子操作，但并不是，這句代碼會(huì)被編譯成多條匯編指令：給Singleton的實(shí)例分配內(nèi)存，調(diào)用Singleton的構(gòu)造函數(shù)，初始化成員字段，將sInstance對(duì)象指向分配的內(nèi)存空間（此時(shí)的sInstance已經(jīng)不是null了）。但是由于Java編譯器允許處理器亂序執(zhí)行，所以上述三個(gè)步驟的執(zhí)行順序無(wú)法得到保證。這就會(huì)導(dǎo)致DCL失效，而且這種難以跟蹤重現(xiàn)的錯(cuò)誤會(huì)隱藏很久。在JDK1.5后，只需要將sInstance的定義改成private volatile static Singleton sInstance = null就可以保證sInstance對(duì)象每次都是從內(nèi)存中讀取，就可以使用DCL的寫(xiě)法來(lái)完成單例模式。當(dāng)然，volatile或多或少會(huì)影響到性能，但考慮到程序的正確性，還是值得的。DCL的優(yōu)點(diǎn)是資源利用率高，第一次執(zhí)行g(shù)etInstance時(shí)單例才會(huì)被實(shí)例化，效率高。缺點(diǎn)是第一次加載時(shí)反應(yīng)稍慢，也由于Java內(nèi)存模型的原因會(huì)偶爾失敗。在高并發(fā)環(huán)境下也有一定的缺陷，雖然發(fā)生概率較小。DCL模式是使用最多的單例實(shí)現(xiàn)方式，它能夠在需要時(shí)才實(shí)例化單例，并且在絕大多數(shù)場(chǎng)景下保證單例對(duì)象的唯一性，除非你的代碼在并發(fā)場(chǎng)景比較復(fù)雜或者低于JDK6的情況下使用，否則這種方式一定能夠滿足要求。

3.靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)單例模式

DCL雖然在一定程度上解決了資源消耗、多余的同步、線程安全等問(wèn)題，但是它還是在某些情況下出現(xiàn)失效的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題被才會(huì)被稱(chēng)為DCL雙鎖失效。靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)實(shí)現(xiàn)代碼如下：

public class Singleton{
   private Singleton(){}
   public static Singleton getInstance(){
       return SingletonHolder.sInstance;
    }
  private static class SingletonHolder {
  private static final Singleton sInstance = new Singleton();
  }
}

當(dāng)?shù)谝淮渭虞d的時(shí)候Singleton類(lèi)時(shí)，并不會(huì)初始化sInstance，只有第一次在調(diào)用Singleton的getS方法時(shí)才會(huì)導(dǎo)致sIn被初始化。因此第一次調(diào)用get方法會(huì)導(dǎo)致虛擬機(jī)加載SingletonHolder類(lèi)，這種方法不但保證能夠=線程安全們也能夠，也能夠保證單例對(duì)象的唯一性，同時(shí)也延遲了單例的實(shí)例化，。

4.枚舉單例模式檔

從Java1.5版本起，單元素枚舉實(shí)現(xiàn)單例模式成為最佳的方法，實(shí)現(xiàn)代碼如下

class Resource{
}
public enum SomeThing {
  INSTANCE;
  private Resource instance;
  SomeThing() {
    instance = new Resource();
  }
  public Resource getInstance() {
    return instance;
  }
}

上面的類(lèi)Resource是我們要應(yīng)用單例模式的資源，具體可以表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)連接，數(shù)據(jù)庫(kù)連接，線程池等等。

獲取資源的方式很簡(jiǎn)單，只要 SomeThing.INSTANCE.getInstance() 即可獲得所要實(shí)例。下面我們來(lái)看看單例是如何被保證的：

首先，在枚舉中我們明確了構(gòu)造方法限制為私有，在我們?cè)L問(wèn)枚舉實(shí)例時(shí)會(huì)執(zhí)行構(gòu)造方法，同時(shí)每個(gè)枚舉實(shí)例都是static final類(lèi)型的，也就表明只能被實(shí)例化一次。在調(diào)用構(gòu)造方法時(shí)，我們的單例被實(shí)例化。

也就是說(shuō)，因?yàn)閑num中的實(shí)例被保證只會(huì)被實(shí)例化一次，所以我們的INSTANCE也被保證實(shí)例化一次。

可以看到，枚舉實(shí)現(xiàn)單例還是比較簡(jiǎn)單的，除此之外我們?cè)賮?lái)看一下Enum這個(gè)類(lèi)的聲明：

public abstract class Enum<E extends Enum<E>>
    implements Comparable<E>, Serializable

可以看到，枚舉也提供了序列化機(jī)制。某些情況，比如我們要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接的句柄，會(huì)提供很多幫助。

在上述的幾種單例模式中，存在一種情況它們會(huì)出現(xiàn)重復(fù)創(chuàng)建對(duì)象的情況，那就是反序列化。通過(guò)序列化可以將一個(gè)單例的實(shí)例對(duì)象寫(xiě)到磁盤(pán)，然后再讀回來(lái)，從而有效的獲得一個(gè)實(shí)例。即使構(gòu)造函數(shù)是私有的，反序列化時(shí)依然可以通過(guò)特殊的途徑去創(chuàng)建類(lèi)的一個(gè)新的實(shí)例，相當(dāng)于調(diào)用該類(lèi)的私有構(gòu)造函數(shù)。反序列化操作提供了一個(gè)很特別的鉤子函數(shù)，類(lèi)中具有一個(gè)私有的、被實(shí)例化的方法readResolve，這個(gè)方法可以讓開(kāi)發(fā)人員控制對(duì)象的反序列化。上述幾個(gè)示例中如果要杜絕對(duì)象下被反序列化中重新生成對(duì)象，那么需要加入如下方法：

private Object readResolve() throws ObjectStreamException{
  return sInstance;
}

也就是在readResolve()中將sInstance對(duì)象返回，而不是默認(rèn)的重新生成一個(gè)新的對(duì)象。而對(duì)于枚舉，并不存在這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榧词狗葱蛄谢膊粫?huì)生成新的實(shí)例。

5.使用容器實(shí)現(xiàn)單例模式

看看這種實(shí)現(xiàn)方式：

public class SingletonManager {
private static Map<String,Object> objMap = new HashMap<String,Object>();
private SingletonManager();
public static viud registerServuce(String key,Object instance){
   if(!objMap.containsKey(key){
     objMao.put(key,instance);
}
}
public static Object getService(String key){
  return objMap.get(key);
}
}

在程序初始化的時(shí)候，將多種單例類(lèi)型注入到一個(gè)統(tǒng)一的管理類(lèi)中，在使用時(shí)根據(jù)Key獲取對(duì)象對(duì)應(yīng)類(lèi)型的獨(dú)享，這種方式使得我們可以管理多種類(lèi)型的單例，并且在使用時(shí)可以通過(guò)統(tǒng)一的接口進(jìn)行獲取操作，降低了用戶(hù)的使用成本，也對(duì)用戶(hù)隱藏了具體的實(shí)現(xiàn)，降低了耦合度。

總結(jié)：

不管以哪種方式實(shí)現(xiàn)單例模式，它們的核心原理都是將構(gòu)造函數(shù)私有化，并且通過(guò)靜態(tài)方法獲取一個(gè)唯一的實(shí)例，在獲取這個(gè)的過(guò)程中必須保證線程安全、防止反序列化導(dǎo)致重新生成實(shí)例對(duì)象等問(wèn)題。選擇哪種方式取決于項(xiàng)目本身，如是否是復(fù)雜的并發(fā)環(huán)境、JDK版本過(guò)低、單例對(duì)象的資源消耗等。

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希望本文所述對(duì)大家Android程序設(shè)計(jì)有所幫助。

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