Kotlin中的5種單例模式示例詳解

更新時間：2018年08月08日 10:29:26 作者：AndyandJennifer

這篇文章主要給大家介紹了關于Kotlin中5種單例模式的相關資料，分別包括了餓漢式、懶漢式、線程安全的懶漢式、雙重校驗鎖式以及靜態(tài)內(nèi)部類式，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，需要的朋友可以參考下

前言

最近在學習Kotlin這門語言，在項目開發(fā)中，運用到了單例模式。因為其表達方式與Java是不同的。所以對不同單例模式的實現(xiàn)進行了分別探討。主要單例模式實現(xiàn)如下：

餓漢式
懶漢式
線程安全的懶漢式
雙重校驗鎖式
靜態(tài)內(nèi)部類式

PS:該篇文章不討論單例模式的運用場景與各種模式下的單例模式的優(yōu)缺點。只討論在Java下不同單例模式下的對應Kotlin實現(xiàn)。

一、餓漢式實現(xiàn)

//Java實現(xiàn)
public class SingletonDemo {
 private static SingletonDemo instance=new SingletonDemo();
 private SingletonDemo(){

 }
 public static SingletonDemo getInstance(){
 return instance;
 }
}
//Kotlin實現(xiàn)
object SingletonDemo

這里很多小伙伴，就吃了一驚。我靠一個object 關鍵字就完成相同的功能？一行代碼？

Kotlin的對象聲明

學習了Kotlin的小伙伴肯定知道,在Kotlin中類沒有靜態(tài)方法。如果你需要寫一個可以無需用一個類的實例來調用，但需要訪問類內(nèi)部的函數(shù)（例如，工廠方法,單例等），你可以把該類聲明為一個對象。該對象與其他語言的靜態(tài)成員是類似的。如果你想了解Kotlin對象聲明的更多內(nèi)容。請點擊- - - 傳送門

到這里，如果還是有很多小伙伴不是很相信一行代碼就能解決這個功能，我們可以通過一下方式查看Kotlin的字節(jié)碼。

查看Kotlin對應字節(jié)碼

我們進入我們的Android Studio(我的Android Studio 3.0,如果你的編譯器版本過低，請自動升級) 選擇Tools工具欄，選擇"Kotlin",選擇“Show Kotlin Bytecode"

選擇過后就會進入到下方界面：

點擊"Decompile" 根據(jù)字節(jié)碼得到以下代碼

public final class SingletonDemo {
 public static final SingletonDemo INSTANCE;
 private SingletonDemo(){}
 static {
 SingletonDemo var0 = new SingletonDemo();
 INSTANCE = var0;
 }
}

通過以上代碼，我們了解事實就是這個樣子的，使用Kotlin"object"進行對象聲明與我們的餓漢式單例的代碼是相同的。

二、懶漢式

//Java實現(xiàn)
public class SingletonDemo {
 private static SingletonDemo instance;
 private SingletonDemo(){}
 public static SingletonDemo getInstance(){
 if(instance==null){
  instance=new SingletonDemo();
 }
 return instance;
 }
}
//Kotlin實現(xiàn)
class SingletonDemo private constructor() {
 companion object {
 private var instance: SingletonDemo? = null
  get() {
  if (field == null) {
   field = SingletonDemo()
  }
  return field
  }
 fun get(): SingletonDemo{
 //細心的小伙伴肯定發(fā)現(xiàn)了，這里不用getInstance作為為方法名，是因為在伴生對象聲明時，內(nèi)部已有getInstance方法，所以只能取其他名字
  return instance!!
 }
 }
}

上述代碼中，我們可以發(fā)現(xiàn)在Kotlin實現(xiàn)中，我們讓其主構造函數(shù)私有化并自定義了其屬性訪問器，其余內(nèi)容大同小異。

如果有小伙伴不清楚Kotlin構造函數(shù)的使用方式。請點擊 - - - 構造函數(shù)
不清楚Kotlin的屬性與訪問器，請點擊 - - -屬性和字段

三、線程安全的懶漢式

//Java實現(xiàn)
public class SingletonDemo {
 private static SingletonDemo instance;
 private SingletonDemo(){}
 public static synchronized SingletonDemo getInstance(){//使用同步鎖
  if(instance==null){
   instance=new SingletonDemo();
  }
  return instance;
 }
}
//Kotlin實現(xiàn)
class SingletonDemo private constructor() {
 companion object {
  private var instance: SingletonDemo? = null
   get() {
    if (field == null) {
     field = SingletonDemo()
    }
    return field
   }
  @Synchronized
  fun get(): SingletonDemo{
   return instance!!
  }
 }
}

大家都知道在使用懶漢式會出現(xiàn)線程安全的問題，需要使用使用同步鎖，在Kotlin中，如果你需要將方法聲明為同步，需要添加**@Synchronized**注解。

四、雙重校驗鎖式（Double Check)

//Java實現(xiàn)
public class SingletonDemo {
 private volatile static SingletonDemo instance;
 private SingletonDemo(){} 
 public static SingletonDemo getInstance(){
  if(instance==null){
   synchronized (SingletonDemo.class){
    if(instance==null){
     instance=new SingletonDemo();
    }
   }
  }
  return instance;
 }
}
//kotlin實現(xiàn)
class SingletonDemo private constructor() {
 companion object {
  val instance: SingletonDemo by lazy(mode = LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED) {
  SingletonDemo() }
 }
}

哇！小伙伴們驚喜不，感不感動啊。我們居然幾行代碼就實現(xiàn)了多行的Java代碼。其中我們運用到了Kotlin的延遲屬性 Lazy。

Lazy是接受一個 lambda 并返回一個 Lazy 實例的函數(shù)，返回的實例可以作為實現(xiàn)延遲屬性的委托：第一次調用 get() 會執(zhí)行已傳遞給 lazy() 的 lambda 表達式并記錄結果，后續(xù)調用 get() 只是返回記錄的結果。

這里還有有兩個額外的知識點。

高階函數(shù)，高階函數(shù)是將函數(shù)用作參數(shù)或返回值的函數(shù)（我很糾結我到底講不講，哎）。大家還是看這個 ---高階函數(shù)
委托屬性

如果你了解以上知識點，我們直接來看Lazy的內(nèi)部實現(xiàn)。

Lazy內(nèi)部實現(xiàn)

public fun <T> lazy(mode: LazyThreadSafetyMode, initializer: () -> T): Lazy<T> =
  when (mode) {
   LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED -> SynchronizedLazyImpl(initializer)
   LazyThreadSafetyMode.PUBLICATION -> SafePublicationLazyImpl(initializer)
   LazyThreadSafetyMode.NONE -> UnsafeLazyImpl(initializer)
  }

觀察上述代碼，因為我們傳入的mode = LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED，
那么會直接走 SynchronizedLazyImpl，我們繼續(xù)觀察SynchronizedLazyImpl。

Lazy接口

SynchronizedLazyImpl實現(xiàn)了Lazy接口，Lazy具體接口如下：

public interface Lazy<out T> {
  //當前實例化對象，一旦實例化后，該對象不會再改變
 public val value: T
 //返回true表示，已經(jīng)延遲實例化過了，false 表示，沒有被實例化，
 //一旦方法返回true，該方法會一直返回true,且不會再繼續(xù)實例化
 public fun isInitialized(): Boolean
}

繼續(xù)查看SynchronizedLazyImpl，具體實現(xiàn)如下：

SynchronizedLazyImpl內(nèi)部實現(xiàn)

private class SynchronizedLazyImpl<out T>(initializer: () -> T, lock: Any? = null) : Lazy<T>, Serializable {
 private var initializer: (() -> T)? = initializer
 @Volatile private var _value: Any? = UNINITIALIZED_VALUE
 // final field is required to enable safe publication of constructed instance
 private val lock = lock ?: this

 override val value: T
  get() {
   val _v1 = _value
   //判斷是否已經(jīng)初始化過，如果初始化過直接返回，不在調用高級函數(shù)內(nèi)部邏輯
   if (_v1 !== UNINITIALIZED_VALUE) {
    @Suppress("UNCHECKED_CAST")
    return _v1 as T
   }

   return synchronized(lock) {
    val _v2 = _value
    if (_v2 !== UNINITIALIZED_VALUE) {
     @Suppress("UNCHECKED_CAST") (_v2 as T)
    }
    else {
     val typedValue = initializer!!()//調用高級函數(shù)獲取其返回值
     _value = typedValue //將返回值賦值給_value,用于下次判斷時，直接返回高級函數(shù)的返回值
     initializer = null
     typedValue 
    }
   }
  }
 //省略部分代碼
}

通過上述代碼，我們發(fā)現(xiàn) SynchronizedLazyImpl 覆蓋了Lazy接口的value屬性，并且重新了其屬性訪問器。其具體邏輯與Java的雙重檢驗是類似的。

到里這里其實大家還是肯定有疑問，我這里只是實例化了SynchronizedLazyImpl對象，并沒有進行值的獲取，它是怎么拿到高階函數(shù)的返回值呢？。這里又涉及到了委托屬性。

委托屬性語法是： val/var <屬性名>: <類型> by <表達式>。在 by 后面的表達式是該委托，因為屬性對應的 get()（和 set()）會被委托給它的 getValue() 和 setValue() 方法。屬性的委托不必實現(xiàn)任何的接口，但是需要提供一個 getValue() 函數(shù)（和 setValue()——對于 var 屬性）。

而Lazy.kt文件中，聲明了Lazy接口的getValue擴展函數(shù)。故在最終賦值的時候會調用該方法。

@kotlin.internal.InlineOnly
//返回初始化的值。
public inline operator fun <T> Lazy<T>.getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): T = value

五、靜態(tài)內(nèi)部類式

//Java實現(xiàn)
public class SingletonDemo {
 private static class SingletonHolder{
  private static SingletonDemo instance=new SingletonDemo();
 }
 private SingletonDemo(){
  System.out.println("Singleton has loaded");
 }
 public static SingletonDemo getInstance(){
  return SingletonHolder.instance;
 }
}
//kotlin實現(xiàn)
class SingletonDemo private constructor() {
 companion object {
  val instance = SingletonHolder.holder
 }

 private object SingletonHolder {
  val holder= SingletonDemo()
 }
}

靜態(tài)內(nèi)部類的實現(xiàn)方式，也沒有什么好說的。Kotlin與Java實現(xiàn)基本雷同。

最后

附上我寫的一個基于Kotlin 仿開眼的項目SimpleEyes(ps: 其實在我之前，已經(jīng)有很多小朋友開始仿這款應用了，但是我覺得要做就做好。所以我的項目和其他的人應該不同，不僅僅是簡單的一個應用。但是，但是。但是。重要的話說三遍。還在開發(fā)階段，不要打我)，歡迎大家follow和start

總結

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。

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