單例模式 Singleton 簡單實例設計模式解析
前言
今天我來全面總結一下Android開發中最常用的設計模式 - 單例模式。
關于設計模式的介紹，可以看下我之前寫的：1分鐘全面了解“設計模式”
目錄
1. 引入
1.1 解決的是什么問題
之前說過，設計模式 = 某類特定問題的解決方案，那么單例模式是解決什么問題的解決方案呢？
含義：單例 =一個實例；
解決的問題：降低對象之間的耦合度
解決方法：單例模式，即實現一個類只有一個實例化對象，并提供一個全局訪問點
1.2 實例引入
接下來我用一個實例來對單例模式進行引入
背景：小成有一個塑料生產廠，但里面只有一個倉庫。
目的：想用代碼來實現倉庫的管理
現有做法： 建立倉庫類和工人類
其中，倉庫類里的quantity=商品數量；工人類里有搬運方法MoveIn(int i)和MoveOut(int i)。
出現的問題：通過測試發現，每次工人搬運操作都會新建一個倉庫，就是貨物都不是放在同一倉庫，這是怎么回事呢？（看下面代碼）
package scut.designmodel.SingletonPattern;//倉庫類class StoreHouse { private int quantity = 100; public void setQuantity(int quantity) { this.quantity = quantity; } public int getQuantity() { return quantity; }}//搬貨工人類class Carrier{ public StoreHouse mStoreHouse; public Carrier(StoreHouse storeHouse){ mStoreHouse = storeHouse; } //搬貨進倉庫 public void MoveIn(int i){ mStoreHouse.setQuantity(mStoreHouse.getQuantity()+i); } //搬貨出倉庫 public void MoveOut(int i){ mStoreHouse.setQuantity(mStoreHouse.getQuantity()-i); }}//工人搬運測試public class SinglePattern { public static void main(String[] args){ StoreHouse mStoreHouse1 = new StoreHouse(); StoreHouse mStoreHouse2 = new StoreHouse(); Carrier Carrier1 = new Carrier(mStoreHouse1); Carrier Carrier2 = new Carrier(mStoreHouse2); System.out.println("兩個是不是同一個？"); if(mStoreHouse1.equals(mStoreHouse2)){//這里用equals而不是用 == 符號，因為 == 符號只是比較兩個對象的地址 System.out.println("是同一個"); }else { System.out.println("不是同一個"); } //搬運工搬完貨物之后出來匯報倉庫商品數量 Carrier1.MoveIn(30); System.out.println("倉庫商品余量："+Carrier1.mStoreHouse.getQuantity()); Carrier2.MoveOut(50); System.out.println("倉庫商品余量："+Carrier2.mStoreHouse.getQuantity()); }}結果：
兩個是不是同一個？不是同一個倉庫商品余量：130倉庫商品余量：50
2. 單例模式介紹
2.1 解決的問題（應用場景）
沖突：從上面的結果可以看出，工人類操作的明顯不是同一個倉庫實例。
目標：全部工人操作的是同一個倉庫實例
單例模式就是為了解決這類問題的解決方案：實現一個類只有一個實例化對象，并提供一個全局訪問點2.2 工作原理
在Java中，我們通過使用對象（類實例化后）來操作這些類，類實例化是通過它的構造方法進行的，要是想實現一個類只有一個實例化對象，就要對類的構造方法下功夫： 
單例模式的一般實現：（含使用步驟）
public class Singleton {//1. 創建私有變量 ourInstance（用以記錄 Singleton 的唯一實例）//2. 內部進行實例化 private static Singleton ourInstance = new Singleton();//3. 把類的構造方法私有化，不讓外部調用構造方法實例化 private Singleton() { }//4. 定義公有方法提供該類的全局唯一訪問點//5. 外部通過調用getInstance()方法來返回唯一的實例 public static Singleton newInstance() { return ourInstance; }}好了，單例模式的介紹和原理應該了解了吧？那么我們現在來解決上面小成出現的“倉庫不是一個”的問題吧！
2.3 實例介紹
小成使用單例模式改善上面例子的代碼：
package scut.designmodel.SingletonPattern;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;//單例倉庫類class StoreHouse { //倉庫商品數量 private int quantity = 100; //自己在內部實例化 private static StoreHouse ourInstance = new StoreHouse();; //讓外部通過調用getInstance()方法來返回唯一的實例。 public static StoreHouse getInstance() { return ourInstance; } //封閉構造函數 private StoreHouse() { } public void setQuantity(int quantity) { this.quantity = quantity; } public int getQuantity() { return quantity; }}//搬貨工人類class Carrier{ public StoreHouse mStoreHouse; public Carrier(StoreHouse storeHouse){ mStoreHouse = storeHouse; } //搬貨進倉庫 public void MoveIn(int i){ mStoreHouse.setQuantity(mStoreHouse.getQuantity()+i); } //搬貨出倉庫 public void MoveOut(int i){ mStoreHouse.setQuantity(mStoreHouse.getQuantity()-i); }}//工人搬運測試public class SinglePattern { public static void main(String[] args){ StoreHouse mStoreHouse1 = StoreHouse.getInstance(); StoreHouse mStoreHouse2 = StoreHouse.getInstance(); Carrier Carrier1 = new Carrier(mStoreHouse1); Carrier Carrier2 = new Carrier(mStoreHouse2); System.out.println("兩個是不是同一個？"); if(mStoreHouse1.equals(mStoreHouse2)){ System.out.println("是同一個"); }else { System.out.println("不是同一個"); } //搬運工搬完貨物之后出來匯報倉庫商品數量 Carrier1.MoveIn(30); System.out.println("倉庫商品余量："+Carrier1.mStoreHouse.getQuantity()); Carrier2.MoveOut(50); System.out.println("倉庫商品余量："+Carrier2.mStoreHouse.getQuantity()); }}結果：
兩個是不是同一個？是同一個倉庫商品余量：130倉庫商品余量：80
從結果分析，使用了單例模式后，倉庫類就只有一個倉庫實例了，再也不用擔心搬運工人進錯倉庫了！！！
2.4 優點
2.5 缺點
3. 單例模式的實現方式
3.1 一般情況
餓漢式（最簡單的單例實現方式）
class Singleton { private static Singleton ourInstance = new Singleton(); private Singleton() { } public static Singleton newInstance() { return ourInstance; }}應用場景：
懶漢式
懶漢式與餓漢式最大的區別是單例的初始化操作的時機：
class Singleton { private static Singleton ourInstance = null； private Singleton() { } public static Singleton newInstance() { if( ourInstance == null){ ourInstance = new Singleton(); } return ourInstance; }}應用場景：
3.2 多線程下的單例模式實現
在多線程的情況下：
解決方案1：同步鎖
使用同步鎖 synchronized (Singleton.class) 防止多線程同時進入造成instance被多次實例化。
class Singleton { private static Singleton ourInstance = null； private Singleton() { } public static Singleton newInstance() { synchronized (Singleton.class){ if( ourInstance == null){ ourInstance = new Singleton(); } } return ourInstance; }}解決方案2：雙重校驗鎖
在同步鎖的基礎上（ synchronized (Singleton.class) 外）添加了一層if，這是為了在Instance已經實例化后下次進入不必執行 synchronized (Singleton.class) 獲取對象鎖，從而提高性能。
class Singleton { private static Singleton ourInstance = null； private Singleton() { } public static Singleton newInstance() {if( ourInstance == null){ synchronized (Singleton.class){ if( ourInstance == null){ ourInstance = new Singleton(); } } } return ourInstance; }}解決方案3：靜態內部類
在JVM進行類加載的時候會保證數據是同步的，我們采用內部類實現：在內部類里面去創建對象實例。
只要應用中不使用內部類 JVM 就不會去加載這個單例類，也就不會創建單例對象，從而實現“懶漢式”的延遲加載和線程安全。
class Singleton { //在裝載該內部類時才會去創建單例對象 private static class Singleton2{ private static Singleton ourInstance = new Singleton()； } private Singleton() { } public static Singleton newInstance() { return Singleton2.ourInstance; }}解決方案4：枚舉類型
最簡潔、易用的單例實現方式，（《Effective Java》推薦）
public enum Singleton{ //定義一個枚舉的元素，它就是Singleton的一個實例 instance; public void doSomething(){ } }使用方式如下：
Singleton singleton = Singleton.instance;singleton.doSomething();
5. 總結
本文主要對單例模式進行了全面介紹，包括原理和實現方式，接下來我會繼續講解其他設計模式，有興趣可以繼續關注
感謝閱讀，希望能幫助到大家，謝謝大家對本站的支持！
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