設計模式拙見--單例模式

一、前言

單例模式已經是一個非常常見的設計模式，在我們日常開發中也是非常容易遇到，但是你是不是真的掌握了呢？我們一起來探討一下。

二、單例模式實現方式

作爲一名程序員，我們經常在面試的時候被面試官問到，你會寫幾種單例模式？請你講下餓漢模式和飽漢模式的區別？飢漢模式和懶漢模式的區別？雙重校驗鎖的兩個判空作用分別是什麼？哪些實現是線程安全？諸如此類的問題，如果你對單例模式掌握得不夠深，你一定會手忙腳亂，但是如果你掌握了，那麼這一切對你來說都是小菜一碟。

1.懶漢（飽漢）模式和餓漢（飢漢）模式

區別：

• 懶漢（飽漢）模式：實例在開始時爲空，等到第一次加載時纔會實例化。
• 餓漢（飢漢）模式：在類加載前就已經實例化。

懶漢（飽漢）模式

/**
 * 懶漢（飽漢）模式
 * 懶加載：是
 * 線程安全：是
 * 描述：既實現了懶加載，也是線程安全，但是效率低，99%的情況下都不需要同步
 * 優點：第一次調用才初始化，避免了內存浪費
 * 缺點：必須加鎖synchronized才能保證同步，但加鎖會影響效率
 */
class LazyDogSingleInstance {
	private static LazyDogSingleInstance sInstance; 
	
	public static synchronized LazyDogSingleInstance getInstance() {
		
		if (sInstance == null) {
			sInstance = new LazyDogSingleInstance();
		}
		return sInstance;
	}
}

餓漢（飢漢）模式

/**
 * 餓漢（飢漢）模式
 * 懶加載：否
 * 線程安全：是
 * 描述：比較常用，但是容易產生垃圾對象
 * 優點：沒有加鎖，執行效率會提高
 * 缺點：類加載時就初始化，浪費內存
 *
 */
class HungryDogSingleInstance {
	private static HungryDogSingleInstance sInstance = new HungryDogSingleInstance();
	
	private HungryDogSingleInstance() {}
	private static HungryDogSingleInstance getInstance() {
		return sInstance;
	}
}

2.實現雙重校驗鎖模式

雙重判空的意義分別是什麼：第一個判空是判斷當前對象是否爲空，判斷是否需要實例化，第二個判空是因爲加了鎖，有可能在等待鎖的時候這個對象已經被實例化，所以獲取鎖的時候需要重新判斷一次這個對象是否爲空。

/**
 * 雙重校驗鎖模式
 * 懶加載：是
 * 線程安全：是
 * 描述：使用了雙重校驗鎖，安全且在多線程下能保持高性能
 *
 */
class DoubleCheckSingleInstance {
	private static DoubleCheckSingleInstance sInstance;
	private DoubleCheckSingleInstance() {
	}
	private static DoubleCheckSingleInstance getInstance() {
		if (sInstance == null) {
			synchronized (DoubleCheckSingleInstance.class) {
				if (sInstance == null) {
					sInstance = new DoubleCheckSingleInstance();
				}
			}
		}
		return sInstance;
	}
}

3.實現靜態內部類

/**
 * 靜態內部類模式
 * 懶加載：是
 * 線程安全：是
 * 描述：利用了類加載機制保證初始化INSTANCE時只有一個線程，在初始化StaticInnerSingleInstance沒有實例化INSTANCE，而是在調用getInstance時才實例化
 *
 */
class StaticInnerSingleInstance {
	private static class Holder {
		private static final  StaticInnerSingleInstance INSTANCE = new StaticInnerSingleInstance();
	}
	private StaticInnerSingleInstance() {}
	
	public static final StaticInnerSingleInstance getInstance() {
		return Holder.INSTANCE;
	}
}

三、單例模式優缺點

• 全局只有一個對象，對單例類的所有實例化得到都是同一個對象，這樣就可以防止其它對象對自己的實例化，確保所有的對象都訪問一個實例。
• 單例模式具有一定的伸縮性，類自己來控制實例化進程，類就在改變實例化進程上有相應的伸縮性。
• 提供了對唯一實例的受控訪問。
• 由於在系統內存中只存在一個對象，因此可以節約系統資源，當需要頻繁創建和銷燬對象時，單例模式無疑可以提高系統的性能。
• 允許可變數目的實例。
• 避免對共享資源的多重佔用。

缺點：

• 不適用於變化的對象，如果同一類型的對象總是要在不同的用例場景發生變化，單例就會引起數據的錯誤，不能保存彼此的狀態。
• 由於單例模式中沒有抽象層，因此單例類的擴展有很大的困難。
• 單例類的職責過重，在一定程度上違背了“單一職責原則”。
• 濫用單例將帶來一些負面問題，如爲了節省資源將數據庫連接池對象設計爲的單例類，可能會導致共享連接池對象的程序過多而出現連接池溢出；如果實例化的對象長時間不被利用，系統會認爲是垃圾而被回收，這將導致對象狀態的丟失。

四、Android中單例模式應用場景

1.AccessibilityManager

public final class AccessibilityManager {
    private static AccessibilityManager sInstance = new AccessibilityManager(null, null, 0);
    public static AccessibilityManager getInstance(Context context) {
        return sInstance;
    }
}

2.LayoutInflater

public class ContextThemeWrapper extends ContextWrapper {
    private LayoutInflater mInflater;

    @Override
    public Object getSystemService(String name) {
        if (LAYOUT_INFLATER_SERVICE.equals(name)) {
            if (mInflater == null) {
                mInflater = LayoutInflater.from(getBaseContext()).cloneInContext(this);
            }
            return mInflater;
        }
        return getBaseContext().getSystemService(name);
    }
}