作者: 點先生, 時間: 2018.7.25
題外話
上一次被人說文章名字取得不霸氣，於是這一次我採用了這麼霸氣的名字，但實際上我是一個很低調的人。設計模式剛入門的小夥伴可以先看看這篇《設計模式入門》，在文章末尾也將列出“設計模式系列”文章。歡迎大家關注留言投幣丟香蕉。
什麼是單例模式
- 單例模式是設計模式中最簡單的形式之一。
- 一個類有且僅有一個物件例項，並自行例項化向整個系統提供。
為何要學習單例模式
- 有些物件我們只需要一個。例如：執行緒池，快取，對話方塊等等，建立太多此類例項可能會導致程式行為異常、資源使用過量等問題。
- 防止造成資源浪費。靜態變數也可以給整個系統提供一個例項，但此物件在程式一開始就被建立好了，萬一在某次執行中沒有使用到此物件，資源就被浪費了。
- 沒有富蘿莉包養我。
走進單例模式
單例模式有三個要點，分別是：
- 僅有一個例項。
- 自動例項化。
- 向整個系統提供。
這也就是我們在寫單例模式時候必須要遵守的幾點。根據上面的條件，我們能夠得出：
- 構造方法必須私有化，禁止外部隨意new Singleton()；
- 類內部例項化一個例項物件。
- 對外提供一個可以獲取內部唯一例項物件的方法。
懶漢式
懶漢式這名字的精髓在於懶，在程式碼中，這種懶代表著需要的時候才建立例項，不需要就不建立了，這樣保證了資源的不浪費。
Java懶漢式
public class JavaSingleton {
private JavaSingleton(){}//私有構造方法
private static JavaSingleton instance;//提供一個例項物件
public static JavaSingleton getInstance(){//對外提供可獲取唯一例項化物件的方法
if(instance == null)
instance = new JavaSingleton(); //延遲例項化
return instance;
}
}
複製程式碼Kotlin懶漢式1
class KotlinSingleton private constructor() {
private var instance : KotlinSingleton? = null
fun getInstance(): KotlinSingleton? {
if(instance == null)
instance = KotlinSingleton()
return instance
}
}
複製程式碼Kotlin懶漢式2
class KotlinSingleton private constructor() {
companion object {
val instance by lazy(LazyThreadSafetyMode.NONE) {
KotlinSingleton()
}
}
}
// 在Kotlin 中呼叫
KotlinSingleton.instance.xx()
// 在Java 中呼叫
KotlinSingleton.Companion.getInstance().xx()
複製程式碼kotlin方式1就是直譯了java方式，沒啥說的。kotlin方式2寫著很簡潔，也很明瞭。要提一點的就是companion object，他類似public static，這一點從下面呼叫方式也看得出來。lazy屬性表明是懶載入方式，LazyThreadSafetyMode.NONE表明了這種方式，執行緒不安全。
為啥不安全？？！！
我們已經按照單例模式三個要點寫出了單例模式，其實都已經講完了。但為何還有其他一些寫法呢？ 因為我們是程式設計師啊！優化！優化！優化！ 單執行緒程式下，懶漢式完全夠用。但實際開發哪還有什麼單執行緒程式。既然存在多執行緒，就存在併發性，如果兩個執行緒同時進入非空判斷，問題就出現了。執行緒一可能建立了一個instance，執行緒二因為已經非空判斷為空了，所以也建立了個instance。這樣程式肯定不會朝著你預想的方向去。所以我們可以給非空判斷加一把鎖，防止多執行緒同時進入非空判斷。
同步鎖
Java方式
public class JavaSingleton {
private JavaSingleton(){}//私有構造方法
private static JavaSingleton instance;//提供一個例項物件
public static synchronized JavaSingleton getInstance(){//對外提供可獲取唯一例項化物件的方法
if(instance == null)
instance = new JavaSingleton(); //延遲例項化
return instance;
}
}
複製程式碼Kotlin方式
class KotlinSingleton private constructor() {
private var instance : KotlinSingleton? = null
@Synchronized //用註解就okk了。
fun getInstance(): KotlinSingleton? {
if(instance == null)
instance = KotlinSingleton()
return instance
}
}
複製程式碼簡單！粗暴！太粗暴了！Synchronized 是一把重型鎖，對效能影響相當的大，像單例這樣在軟體中可能多次獲取，那效能將會大大地降低！所以，這種方式不建議使用。
餓漢式
為了解決多執行緒的問題，又不想降低效能，“餓漢式”就來了。餓漢式名字精髓在於“餓”，迫切的想吃東西，在程式碼中表示，迫切的想有一個單例物件！即在初始化的時候，就把單例建立好，之後要用就直接return，但是不用就浪費了。這也是餓漢式的缺點。
Java方式
public class JavaSingleton {
private JavaSingleton(){}//私有構造方法
private static JavaSingleton instance = new JavaSingleton();//提供一個例項物件
public static JavaSingleton getInstance(){//對外提供可獲取唯一例項化物件的方法
return instance;
}
}
複製程式碼Kotlin方式
object KotlinSingleton {
//null
}
// 在Kotlin 中呼叫
KotlinSingleton.xx()
// 在Java 中呼叫
KotlinSingleton.INSTANCE.xx()
複製程式碼酥糊！Kotlin！有牌面！
雙重檢查鎖
前面講的三種方式都有不同程度的缺點。而雙重檢查鎖，既保證了延遲載入不浪費資源，又保證了較好的效能。但雙重檢查鎖不適用於1.4以及更早版本的java。
Java方式
public class JavaSingleton {
private JavaSingleton(){}
//volatile確保了當instance初始化為JavaSingleton例項時，多個執行緒正確的處理instance變數。
private volatile static JavaSingleton instance;
public static JavaSingleton getInstance(){
if(instance == null){
synchronized (JavaSingleton.class){//只有第一次才徹底執行鎖塊程式碼
if(instance == null){
instance = new JavaSingleton();
}
}
}
return instance;
}
}
複製程式碼Kotlin方式1
class KotlinSingleton private constructor() {
@Volatile //用註解就okk了
private var instance : KotlinSingleton? = null
fun getInstance(): KotlinSingleton? {
if(instance == null){
synchronized(KotlinSingleton::class){
if(instance == null){
instance = KotlinSingleton()
}
}
}
return instance
}
}
複製程式碼Kotlin方式2
class KotlinSingleton private constructor() {
companion object {
val instance by lazy (mode = LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED){
KotlinSingleton()
}
}
}
// 在Kotlin 中呼叫
KotlinSingleton.instance.xx()
// 在Java 中呼叫
KotlinSingleton.Companion.getInstance().xx()
複製程式碼“雙重檢查鎖”的沒有明顯的缺點，如果非要說一個，可能就是太複雜了。kotlin還好，java裡面寫著相當的複雜。如果程式對效能沒有考慮的話，這樣寫顯然就太麻煩了。
關於LazyThreadSafetyMode
延遲屬性 Lazy 可選LazyThreadSafetyMode三種模式：
- SYNCHRONIZED —— 雙重檢查鎖式，預設使用。
- PUBLICATION —— 允許多個執行緒同時初始化例項，但只採用最先返回的例項。
- NONE —— 沒有任何的執行緒安全的保證和開銷。
內部類式（店長推薦！！）
不要私信問我店長是誰！ 總之這種方式，解決了延遲載入，執行緒安全的問題，還程式碼量少！簡直美滋滋！但跟之前不同的是，沒有宣告例項物件。
Java方式
public class JavaSingleton {
private JavaSingleton(){}
private static class Holder{
private static JavaSingleton instance = new JavaSingleton();
}
public static JavaSingleton getInstance(){
return Holder.instance;
}
}
複製程式碼Kotlin方式
class KotlinSingleton private constructor() {
companion object {
fun getInstance() = Holder.instance
}
private object Holder{
val instance = KotlinSingleton()
}
}
複製程式碼在類載入時，因為沒有呼叫getInstance()所以Holder也不會載入，這樣就實現了懶載入。呼叫getInstance()時，JVM會主動保證類載入的安全性，所以執行緒也是安全的。kotlin的寫法就是java的翻譯版本。
民間大神版本
上面幾種方式都是比較官方的版本，下面介紹幾個民間版本，是真大神還是抖機靈，自行判斷。我也去研究研究！
來自知乎@丌冰： “我覺得這樣就好了，什麼懶載入，雙重什麼什麼，什麼什麼的”
fun main(args: Array<String>) {
Instance.INSTANCE.fun1()
print(Instance.INSTANCE.fun2())
}
enum class Instance {
INSTANCE;
fun fun1(){
}
fun fun2():Any?{
return null
}
}
作者：丌冰
連結：https://www.zhihu.com/question/52377186/answer/303561470
來源：知乎
著作權歸作者所有。商業轉載請聯絡作者獲得授權，非商業轉載請註明出處。
複製程式碼
public class SingletonManager {
private static Map<String, Object> objMap = new HashMap<String,Object>();
private Singleton() {
}
public static void registerService(String key, Objectinstance) {
if (!objMap.containsKey(key) ) {
objMap.put(key, instance) ;
}
}
public static ObjectgetService(String key) {
return objMap.get(key) ;
}
}
複製程式碼這也是比較少見的單例寫法，將多個單例放在進SingletonManager 的靜態map中統一管理。我是覺得有點太過於複雜，容易出錯。
以上版本僅供參考，要是用了對程式造成了什麼不好的影響，別找我。
關於單例的其他問題
關於繼承： 不能繼承！別想了。
關於單例： 儘量少使用單例。
關於我還沒想到的問題： 歡迎加群討論557247785。
總結
| 單例方式 | 優點 | 缺點 |
|---|---|---|
| 懶漢式 | 懶載入 | 執行緒不安全 |
| 同步鎖 | 執行緒安全 | 多次獲取的效能很低 |
| 餓漢式 | 簡單、易寫 | 可能引起資源浪費 |
| 雙重檢查鎖 | 第一次獲取才加鎖 | 寫法複雜 |
| 內部類式 | 簡單、易寫 | 暫無 |
| 民間大神式 | 歡迎留言跟我討論 | 或者加qq群：557247785 |
以下是我“設計模式系列”文章，歡迎大家關注留言投幣丟香蕉。