单例模式

单例模式介绍

单例模式是应用最广的模式之一,在应用这个模式时,单例对象的类必须保证只有一个实例存在。许多时候整个系统只需要拥有一个全局对象,这样有利于我们协调系统的整体的行为。

单例模式的定义

确保某个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。

单例模式的使用场景

确保某个类有且只有一个对象的场景,避免产生多个对象消耗过多的资源,或者某种类型的对象应该有且只有一个。例如,创建一个对象需要消耗的资源过多,如需要访问IO和数据库等资源,这时就需要考虑使用单例模式。
实现单例模式主要有以下几个关键点:
(1)构造函数私有化;
(2)通过一个静态的方法或者枚举返回单例类对象;
(3)确保单例类的对象有且只有一个,尤其是在多线程环境下;
(4)确保单例类对象在反序列化时不会重新构建对象。

常见的单例实现方法
饿汉单例模式
/**
 * 作者: TouchHeart   2017/8/16 下午10:57
 * 邮箱: codinghuang@163.com
 * 作用:
 * 描述: 饿汉式 单例模式
 * 1.私有构造方法
 * 2.创建一个自己的私有静态实例
 * 3.提供公有方法返回自己的私有静态实例
 */
public class HungryTon {

    private static final HungryTon mInstance = new HungryTon();

    private HungryTon() {
    }

    public static HungryTon getInstance() {
        return mInstance;
    }
}
懒汉单例模式
/**
 * 作者: TouchHeart   2017/8/16 下午11:24
 * 邮箱: codinghuang@163.com
 * 作用:
 * 描述: 懒汉式 单例模式
 * <p>
 * 1.私有构造方法
 * 2.声明一个自己的私有静态实例
 * 3.提供公有方法返回自己的私有静态实例,并在第一次调用时实例化声明的私有静态对象
 * <p>
 * 优缺点:
 * 1.只有在使用时被实例化,在一定层度上节约了资源
 * 2.每次调用getInstance都会进行同步,造成不必要的同步开销
 */
public class LazyTon {
    private static LazyTon mInstance;

    private LazyTon() {
    }

    public static synchronized LazyTon getInstance() {
        if (mInstance == null)
            mInstance = new LazyTon();

        return mInstance;
    }
}
Double Check Lock(DCL)
/**
 * 作者: TouchHeart   2017/8/17 上午12:06
 * 邮箱: codinghuang@163.com
 * 作用:
 * 描述: 双重锁 单例模式
 * 1.第一层判空是为了避免不必要的同步
 * 2.第二重判空是为了只有在使用时才实例化
 * 3.使用volatile是为了保证mInstance每次都是从主内存重读取
 */
public class DoubleLockTon {
    private volatile static DoubleLockTon mInstance = null;

    private DoubleLockTon() {
    }

    public static DoubleLockTon getInstance() {
        if (mInstance == null)
            synchronized (DoubleLockTon.class) {
                if (mInstance == null)
                    mInstance = new DoubleLockTon();
            }

        return mInstance;
    }
}

DCL实现单例有着资源利用率高,第一次执行getInstance时单例对象才会被实例化,效率高的优点;但是第一次加载时反应稍慢,也由于Java内存模型的原因偶尔会失败。在高并发的情况下也有一定缺陷。但是,该种方法能够在绝大多数场景下保证单例对象对的唯一性,除非你的代码在并发场景比较复杂或者低于JDK6版本下使用,否则,这种方式一般能够满足要求。

静态内部类单例模式
/**
 * 作者: TouchHeart   2017/8/20 下午1:41
 * 邮箱: codinghuang@163.com
 * 作用:
 * 描述: 静态内部类  单例模式
 * <p>
 * 推荐的单例实现方式
 */
public class StaticTon {
    private StaticTon() {
    }

    public static StaticTon getInstance() {
        return StaticTonHolder.mInstance;
    }

    private static class StaticTonHolder {
        private static final StaticTon mInstance = new StaticTon();
    }
}
枚举单例
/**
 * 作者: TouchHeart   2017/8/20 下午1:56
 * 邮箱: codinghuang@163.com
 * 作用:
 * 描述: 枚举单例
 */
public enum EnumTon {
    INSTANCE;

    public void doSomething() {
        Log.d("EnumTon", "do something");
    }
}
使用容器实现单例模式
/**
 * 作者: TouchHeart   2017/9/3 下午11:46
 * 邮箱: codinghuang@163.com
 * 作用:
 * 描述: 使用容器实现单例
 */
public class ContainTon {
    private static Map<String, Object> objMap = new HashMap<>();

    private ContainTon() {
    }

    public static void registService(String key, Object instance) {
        if (!objMap.containsKey(key)) {
            objMap.put(key, instance);
        }
    }

    public static Object getService(String key) {
        return objMap.get(key);
    }
}
总结

单例模式是运用频率很高的模式,但是,由于在客户端通常没有高并发的情况,因此,选择哪种实现方式并不会有太大的影响。即便如此,出于效率考虑,推荐使用DCL和静态内部类的实现方式。
优点:
(1)由于单例模式在内存中只有一个实例,减少了内存的开支,特别是一个对象需要频繁地创建、销毁时,而且创建或销毁时的性能又无法优化,单例模式的优势就非常明显;
(2)由于单例模式只生成一个实例,所以,减少了系统的性能开销,当一个对象的产生需要比较多的资源时,比如读取配置,产生其它依赖对象时,则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象,然后永久驻留内存的方式来解决;
(3)单例模式可以在系统中设置全局访问点,优化和共享全局资源访问。
缺点:
(1)单例模式没有接口,扩展困难,若要扩展,除了修改代码基本上没有第二种途径可以实现;
(2)单例模式如果持有Context,那么很容易引发内存泄漏,此时要注意传递给单例对象的Context最好是Application Context。

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