Android 设计模式：（二）单例模式
前言
本文是对《Adroid 源码设计模式解析与实战》 何红辉、关爱民 著 人民邮电出版社所做的读书笔记。文章是对本书的一些列学习笔记，如若有侵犯到作者权益，还望作者能联系我，我会及时下架。
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1. 单例模式的定义
单例模式:确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。
2. 单例模式的实现
在正式介绍单例模式之前，我们有必要了解一下 instance = new Singleton()这样一条语句。乍一看这是一天简单的语句，用来生成一个Singleton类的实例，但实际上他不是一条原子操作。这条代码最终会被编译成多条汇编指令，他大致做了3件事情：
（1）给Singleton实例分配内存。
（2）调用Singleton()构造方法，初始化成员字段。
（3）将instance对象指向分配的内存空间（此时instance就不是null了）。
另外，JVM执行上面三条汇编指令的顺序是不定的，有可能是1-2-3，也有可能是1-3-2。
2.1饿汉模式
代码示例
public class Singleton{
private static final Singleton instance = new Singleton();
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
优缺点
优点：
- 线程安全，无需关注多线程的问题。
- 加载没有延时：在类创建的同时，就已经创建好类的实例
- 写法简单
缺点：
- 由于在类创建的时候，就创建了实例（不管你会不会用到），那么就有可能会缓存很多用户根本用不到的实例。
- 如果类中的实例会消耗较大量的内存，则要慎用饿汉模式创建单例。
2.2 懒汉模式
代码示例
public class Singleton{
private static Singleton instance;
private Singleton(){}
public static synchronized Singleton getInstance(){
if(null == instance){
intance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
优缺点
优点：
- 在使用时才会创建实例，在一定程度上节省了资源。
缺点： - 第一次加载时需要实例化，反应稍慢。
- 加了同步锁，造成不必要的同步开销。
- 如果忘记加同步锁，则是线程不安全的。
2.3 Double Check Lock
代码示例
public class Singleton{
/**
* volatile:
* 告诉JVM不要对volitile所修饰的变量进行拷贝。
* 这样就保证了instance不会在线程内存中保存拷贝，instance每次都从主内存中读取。
*
*/
private volatile static Singleton instance;
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
if(null == instance){
synchornized(Singleton.class){
if(null == instance){
intance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
优缺点
优点：
- 资源利用率高，只有在第一次调用时才会分配资源。
- 相较于懒汉模式，加载速度更快。
- 在一定程度上避免了多余的同步，减轻了线程安全的问题。
缺点：
- 第一次加载时存在延时，反应较慢。
- 存在失效的情况（虽然概率较小）：正如上文所说，如果当前线程调用new Singleton()对应的汇编的执行顺序是1-3-2，当有新的线程调用getinstance()时，instance没有初始化却非空，就造成了instance失效。
2.4 静态内部类单例模式
代码示例
public class Singleton{
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.instance;
}
/**
* 静态内部类
*/
private static class SinletonHolder{
private static final Singleton instace = new Singleton();
}
}
优缺点
第一次加载Singleton类时并不会初始化instance，只有在第一次调用Singleton的getInstace()方法时才会导致instance初始化。因为，第一次调用getInstace()时，JVM才会加载SingletonHolder类。
这种方式不仅能够确保线程的安全，而且延迟了实例化，避免了饿汉模式的资源浪费，同时也能够保证单例对象的唯一性。
2.5 枚举单例
代码示例
public enum SingletonEnum{
INSTANCE;
public void doSomething(){
...
}
}
优缺点
- 写法简单
- 线程安全
- 在任何情况下(即使反序列化)，他都是一个实例。2.1到2.4介绍的几种方法，在反序列化（将实例对象写入磁盘再读取出来）时无法保证实例的唯一性。因为反序列化时系统会通过特殊的途径创建一个类的新实例，相当于调用了该类的构造函数，哪怕构造函数是私有的。反序列化操作提供了一个特别的钩子函数readResolve()，这个方法可以让开发人员控制对象的发序列化。例如，上述几个实现单例模式的方法要想杜绝反序列化时重新生成对象，那么必须加入如下方法：
private Object readResolve() throw ObjectStreamException{
return instance;
}
2.6 使用容器实现单例
代码示例
public class SingletonManager{
private static Map<String,Object> objMap = new HashMap<String,Object>();
private SingletonManager(){}
public static void registerService(String key, Object instance){
if(!objMap.containsKey(key)){
objMap.put(key,instance);
}
}
public static Object getService(String key){
return objMap.get(key);
}
}
优缺点
在程序的初始，将多中单例类型注入到一个统一的管理类中，在使用时根据key获取对应类型的对象。这种方式使得我们可以管理多种类型的单例，并且在使用时可以通过统一的接口进行获取操作，降低了用户的使用成本，也对用户隐藏了具体实现，降低了耦合度。
例如系统服务，就是这种模式：getSystemService(System.xx_SERVICE)
