Android编程设计模式之单例模式实例详解
单例模式是一种创建型设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点，在Android开发中，单例模式广泛应用于资源管理、工具类以及需要频繁创建和销毁的类中，本文将详细介绍单例模式的定义、使用场景、实现方式及其优缺点，并通过实例进行说明。
一、定义与使用场景
1. 定义：
单例模式的核心在于保证一个类只有一个实例存在，并提供一个全局访问点，这意味着无论何时何地，只要调用该类的静态方法getInstance()，返回的都是同一个对象。
2. 使用场景：
资源管理：如数据库连接池、线程池等，避免频繁创建和销毁带来的性能开销。
配置信息：如读取配置文件的场景，只需一次读取即可多次使用。
日志服务：确保日志文件的统一管理，避免多份日志造成的混乱。
工具类对象：如字符串处理、IO操作等工具类，不需要多个实例。
二、实现方式及优缺点
1. 饿汉式（Eager Initialization）
示例代码：
public class Singleton {
private static final Singleton instance = new Singleton();
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
优点：
实现简单，线程安全。
类加载时就完成实例化，避免线程同步问题。
缺点：
类加载时就初始化，不管是否使用该实例，可能会造成资源浪费。
2. 懒汉式（Lazy Initialization）
示例代码：
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
优点：
延迟加载，需要时才创建实例，节约资源。
缺点：
每次调用getInstance()都需要进行同步判断，影响性能。
3. 双重检查锁定（Double Check Lock, DCL）
示例代码：
public class Singleton {
private volatile static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
优点：
延迟加载，资源利用率高。
线程安全，只在第一次实例化时同步，之后不再同步。
缺点：
实现相对复杂。
在JDK1.5之前可能会有失效的情况，需加入volatile关键字解决。
4. 静态内部类方式
示例代码：
public class Singleton {
private Singleton() {}
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
优点：
延迟加载，资源利用率高。
线程安全，由JVM保证静态内部类的线程安全。
缺点：
实现稍显复杂。
饿汉式：
适用于希望在类加载时就完成实例化的场景，如某些必须提前初始化的工具类或配置类，其简单性和线程安全性使其在某些情况下非常实用，如果实例化过程较为耗时或耗资源，这种方式可能会导致不必要的性能开销。
懒汉式：
适用于实例化过程较为耗时且不希望提前初始化的场景，通过同步方法确保线程安全，但每次调用getInstance()都需要进行同步判断，这在一定程度上影响了性能，在对性能要求较高的系统中，应谨慎使用。
双重检查锁定（DCL）：
结合了懒汉式的优点并避免了其缺点，通过两次判空和同步块的使用，实现了延迟加载和线程安全，由于实现相对复杂且在JDK1.5之前可能存在失效情况，因此在实际应用中需要谨慎考虑。
静态内部类方式：
推荐使用的一种实现方式，它既实现了延迟加载又保证了线程安全，且由JVM自动处理同步问题，简化了代码实现，在Android开发中，许多开源项目如Universal-Image-Loader等都采用了这种方式。
四、相关问题与解答
问1：为什么饿汉式单例模式不能实现懒加载？
答1：饿汉式单例模式在类加载时就完成了实例化，无论是否使用该实例都会进行初始化，而懒加载是指在实际需要时才进行初始化，以节约资源，饿汉式单例模式无法实现懒加载。
问2：双重检查锁定（DCL）中的“volatile”关键字起什么作用？
答2：在DCL单例模式中，volatile关键字的作用是防止指令重排导致的线程安全问题，它确保了当一个线程在检查instance是否为null时，如果有另一个线程正在初始化instance，那么这个线程必须等待初始化完成后才能继续执行，这样可以避免多个线程同时创建多个实例的问题。
到此，以上就是小编对于“Android编程设计模式之单例模式实例详解”的问题就介绍到这了，希望介绍的几点解答对大家有用，有任何问题和不懂的，欢迎各位朋友在评论区讨论，给我留言。
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