Java 设计模式之单例模式

单例模式 是开发中最常用的设计模式之一。

作用

确保某个类只有一个实例，避免产生多个对象消耗过多的资源。

Android 源码中的单例模式

在 Android 系统中，我们经常会通过 Context 获取系统级别的服务，如 WindowsManagerService、ActivityManagerService 等，更常用的是一个 LayoutInflater 的类，这些服务会在合适的时候以单例的形式注册在系统中，在我们需要的时候就通过 Context 的 getSystemService(String name) 获取。

特点

优点：
（1）由于单例模式在内存中只有一个实例，减少了内存开支，特别是一个对象需要频繁的创建、销毁时，而且创建或销毁时性能又无法优化，单例模式的优势就非常明显。
（2）单例模式可以避免对资源的多重占用，例如一个文件操作，由于只有一个实例存在内存中，避免对同一资源文件的同时操作。
（3）单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化和共享资源访问，例如，可以设计一个单例类，负责所有数据表的映射处理。

缺点：
（1）单例模式一般没有接口，扩展很困难，若要扩展，只能修改代码来实现。
（2）单例对象如果持有Context，那么很容易引发内存泄露。此时需要注意传递给单例对象的Context最好是Application Context。

实现方式

1. 饿汉式

原理
依赖 JVM 类加载机制，保证单例只会被创建1次，即线程安全。
实现

public class Singleton {  
     private static Singleton instance = new Singleton();  
     private Singleton (){
     }
     public static Singleton getInstance() {  
     return instance;  
     }  
 }

2. 枚举单例

原理
根据枚举类型的特点，满足单例模式所需的创建单例、线程安全、实现简洁的需求。
实现

public enum Singleton {  
     INSTANCE;  
     public void whateverMethod() {  
     }  
 }

3. 懒汉式（线程不安全）

原理
单例创建时机可控，即有需要时，才手动创建单例。
实现

public class Singleton {  
      private static Singleton instance;  
      private Singleton (){
      }   
      public static Singleton getInstance() {  
      if (instance == null) {  
          instance = new Singleton();  
      }  
      return instance;  
      }  
 }

4. 懒汉式（线程安全）

原理
使用同步锁 synchronized 锁住创建单例的方法，防止多个线程同时调用，从而避免造成单例被多次创建
实现

public class Singleton {  
      private static Singleton instance;  
      private Singleton (){
      }
      public static synchronized Singleton getInstance() {  
      if (instance == null) {  
          instance = new Singleton();  
      }  
      return instance;  
      }  
 }

5. DCL单例（双重检查锁定）

原理
在同步锁的基础上，添加1层 if判断：若单例已创建，则不需再执行加锁操作就可获取实例，从而提高性能
实现

public class Singleton {  
      private volatile static Singleton singleton;  
      private Singleton (){
      }   
      public static Singleton getSingleton() {  
      if (singleton == null) {  
          synchronized (Singleton.class) {  
          if (singleton == null) {  
              singleton = new Singleton();  
          }  
         }  
     }  
     return singleton;  
     }  
 }

6. 静态内部类单例模式

原理
根据静态内部类的特性，同时解决了按需加载、线程安全的问题，同时实现简洁。
实现

public class Singleton {  
      private Singleton (){
      }
      public static final Singleton getInstance() {  
          return SingletonHolder.INSTANCE;  
      } 
      /**
      *静态内部类
      */
      private static class SingletonHolder {  
      private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
      }   
  }

7. 使用容器实现单例模式

原理
将多种单例类型注入到一个统一的管理类中，在使用时根据key获取对象对应类型的对象。
实现

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) ;
　　}
}