Android设计模式——单例模式
前言
单例模式是运用最广泛的设计模式之一，在应用这个模式时，单例模式的类必须保证只有一个实例存在。多用于整个程序只需要有一个实例，通常很消耗资源的类，比如线程池，缓存，网络请求，IO操作，访问数据库等。由于类比较耗资源，所以没必要让它构造多个实例，这种就是单例模式比较好的使用场景。
单例模式定义
确保某一个类只有一个实例，并且自行实例化，向整个系统提供这个唯一实例。
单例模式举例
1、饿汉式
public class SingletionStarving {
private static final SingletionStarving mInstance = new SingletionStarving();
private SingletionStarving() {
}
public static SingletionStarving getInstance() {
return mInstance;
}
}
1、构造函数用private修饰，外部无法访问
2、声明静态对象时就初始化
3、static关键字修饰，静态变量，存储在内存中，只有一份数据。
4、final关键字，只初始化一次，所以mInstance实例只有一个。
2、懒汉式
public class SingletionSlacker {
private static SingletionSlacker mInstance;
private SingletionSlacker() {}
public static synchronized SingletionSlacker getInstance() {
if (mInstance == null) {
mInstance = new SingletionSlacker();
}
return mInstance;
}
}
1、构造函数用private修饰，外部无法访问
2、使用的时候即调用getInstance的时候才初始化
3、static关键字修饰，静态变量，存储在内存中，只有一份数据。
4、synchronized线程安全，多线程情况下单例的唯一性
5、缺点：每次调用getInstance都会同步一次，浪费资源
3、DCL式(Double Check Lock)
网上建议和使用最多的方法
public class SingletionDLC {
private static SingletionDLC mInstance;
private SingletionDLC() {}
public static SingletionDLC getmInstance() {
if (mInstance == null) {
synchronized (SingletionDLC.class) {
if (mInstance == null) {
mInstance = new SingletionDLC();
}
}
}
return mInstance;
}
}
1、构造函数用private修饰，外部无法访问
2、使用的时候即调用getInstance的时候才初始化
3、static关键字修饰，静态变量，存储在内存中，只有一份数据
4、synchronized线程安全，多线程情况下单例的唯一性
5、两次判断空，避免多次同步(synchronized)
缺点
private static SingletionDLC mInstance;
private SingletionDLC() {}
public static SingletionDLC getmInstance() {}
由于jvm特性，允许乱序执行，上面三句代码顺序不定，那么就可能出现DCL失效的问题。
步骤一、倘若A线程执行getmInstance(),还没执行构造方法SingletionDLC()
步骤二、此时B线程调用getmInstance()。因为A已经执行getmInstance()，所以mInstance不为空就直接获取。
步骤三、由于B直接获取，而真实情况是A线程构造方法还未执行，所以mInstance就为空了。
虽然此情况发生概率较小，但也是一种情况。为了解决这种情况，java1.6开始加入volatile关键字
private volatile static SingletionDLC mInstance;
这样就避免了DCL方式失效的情况。虽然会volatile消耗一些性能，所以DCL最佳写法
public class SingletionDLC {
private volatile static SingletionDLC mInstance;
private SingletionDLC() {}
public static SingletionDLC getmInstance() {
if (mInstance == null) {
synchronized (SingletionDLC.class) {
if (mInstance == null) {
mInstance = new SingletionDLC();
}
}
}
return mInstance;
}
}
虽然volatile让DCL方式完美，但是没有volatile关键字的写法基本能满足绝大部分情况。除非你要运行在高并发，或者java1.6之前的代码中。
volatile用处说明
在JDK1.2之前，Java的内存模型实现总是从主存（即共享内存）读取变量，是不需要进行特别的注意的。而随着JVM的成熟和优化，现在在多线程环境下volatile关键字的使用变得非常重要。
在当前的Java内存模型下，线程可以把变量保存在本地内存（比如机器的寄存器）中，而不是直接在主存中进行读写。这就可能造成一个线程在主存中修改了一个变量的值，而另外一个线程还继续使用它在寄存器中的变量值的拷贝，造成数据的不一致。
要解决这个问题，就需要把变量声明为volatile，这就指示JVM，这个变量是不稳定的，每次使用它都到主存中进行读取。一般说来，多任务环境下，各任务间共享的变量都应该加volatile修饰符。
Volatile修饰的成员变量在每次被线程访问时，都强迫从共享内存中重读该成员变量的值。而且，当成员变量发生变化时，强迫线程将变化值回写到共享内存。这样在任何时刻，两个不同的线程总是看到某个成员变量的同一个值。
Java语言规范中指出：为了获得最佳速度，允许线程保存共享成员变量的私有拷贝，而且只当线程进入或者离开同步代码块时才将私有拷贝与共享内存中的原始值进行比较。
这样当多个线程同时与某个对象交互时，就必须注意到要让线程及时的得到共享成员变量的变化。而volatile关键字就是提示JVM：对于这个成员变量，不能保存它的私有拷贝，而应直接与共享成员变量交互。
volatile是一种稍弱的同步机制，在访问volatile变量时不会执行加锁操作，也就不会执行线程阻塞，因此volatilei变量是一种比synchronized关键字更轻量级的同步机制。
使用建议：在两个或者更多的线程需要访问的成员变量上使用volatile。当要访问的变量已在synchronized代码块中，或者为常量时，没必要使用volatile。
由于使用volatile屏蔽掉了JVM中必要的代码优化，所以在效率上比较低，因此一定在必要时才使用此关键字。
4、静态内部类方式
推荐使用
public class SingletionInternalClass {
private SingletionInternalClass() {}
public static SingletionInternalClass getInstance() {
return SingletionInternalClassHolder.instance;
}
private static class SingletionInternalClassHolder {
private static final SingletionInternalClass instance = new SingletionInternalClass();
}
}
1、构造函数用private修饰，外部无法访问
2、使用的时候即调用getInstance的时候才初始化
3、调用getInstance才回去加载SingletionInternalClassHolder类，确保了线程安全，保证了单例的唯一性
5、枚举单例
public enum SingletionEmum {
INSTANCE;
public void dosomthing() {
}
}
枚举在java中和普通的类一样，可以有字段和自己的方法。枚举实例的创建时线程安全并且任何情况下它都是一个单例。包括反序列化的时候。
总结
单例模式不管用那种方式实现，核心思想都相同
1、构造函数私有化，通过一次静态方法获取一个唯一实例
2、线程安全
最后推荐使用文中DCL方式和静态内部类的方式来创建单例模式。
作者：Yink_Liu
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来源：简书
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