关于设计模式:Java单例kotlin单例你真的会用单例么反正我面试过的人会的没几个

作为一家公司的 Android 技术主管，面试是一件比拟爽的事，一般来说我面到的都是程度不如我的(次要公司面试岗位不是很高，一般来说是中级或高级工程师)，那么作为主管的我，对于人员的筛选上，设计模式比拟问的多。然而真正能说的出设计模式的人少之又少。很难让我称心。尤其是及其罕用的单例模式。

是一种对象创立模式，能够确保我的项目中一个类只产生一个实例。

对于频繁应用的对象能够缩小创建对象所破费的工夫，这对于重量级对象来说，几乎是福音。因为 new 的缩小，对系统内存应用频率也会升高，缩小 GC 的压力，并缩短 GC 进展工夫，这也会缩小 Android 我的项目的 UI 卡顿。

饿汉模式

public class TestSingleton {private static final TestSingleton testSingleton = new TestSingleton();

    private TestSingleton(){}

    public static TestSingleton getInstance(){return testSingleton;}

}

细节我就不多写了，大家都应该晓得，构造函数为 private，用 getInstance 来获取实例

懒汉模式

public class TestSingleton {

    private static TestSingleton testSingleton;

    private TestSingleton(){}

    public static TestSingleton getInstance(){if(testSingleton==null){testSingleton = new TestSingleton();
        }
        return testSingleton;
    }

}

比饿汉式的长处在于用时再加载，比拟重量级的单例，就不实用与饿汉了。

线程平安的懒汉模式

public class TestSingleton {

    private static TestSingleton testSingleton;

    private TestSingleton(){}

    public static TestSingleton getInstance(){if(testSingleton==null){synchronized (TestSingleton.class){testSingleton = new TestSingleton();
            }
        }
        return testSingleton;
    }

}

能够看到的是比下面的单例多了一个对象锁，着能够保障在创建对象的时候，只有一个线程可能创建对象。

线程平安的懒汉模式 -DCL 双重查看锁机制

public class TestSingleton {

    private static volatile TestSingleton testSingleton;

    private TestSingleton(){}

    public static TestSingleton getInstance(){if(testSingleton==null){synchronized (TestSingleton.class){if(testSingleton==null){testSingleton = new TestSingleton();
                }
            }
        }
        return testSingleton;
    }

}

双重查看，同步块加锁机制，保障你的单例可能在加锁后的代码里判断空，还有减少了一个 volatile 关键字，保障你的线程在执行指令时候按程序执行。这也是市面上见的最多的单例。

敲黑板！！知识点：原子操作、指令重排。

简略来说，原子操作（atomic）就是不可分割的操作，在计算机中，就是指不会因为线程调度被打断的操作。

m = 6; // 这是个原子操作

如果 m 原先的值为 0，那么对于这个操作，要么执行胜利 m 变成了 6，要么是没执行 m 还是 0，而不会呈现诸如 m = 3 这种两头态——即便是在并发的线程中。

而，申明并赋值就不是一个原子操作：

int n = 6; // 这不是一个原子操作

对于这个语句，至多有两个操作：

申明一个变量 n
给 n 赋值为 6
这样就会有一个中间状态：变量 n 曾经被申明了然而还没有被赋值的状态。

在多线程中，因为线程执行程序的不确定性，如果两个线程都应用 m，就可能会导致不稳固的后果呈现。

简略来说，就是计算机为了进步执行效率，会做的一些优化，在不影响最终后果的状况下，可能会对一些语句的执行程序进行调整。

int a ; // 语句 1

a = 8 ; // 语句 2

int b = 9 ; // 语句 3

int c = a + b ; // 语句 4

失常来说，对于程序构造，执行的程序是自上到下，也即 1234。

然而，因为指令重排的起因，因为不影响最终的后果，所以，理论执行的程序可能会变成 3124 或者 1324。

因为语句 3 和 4 没有原子性的问题，语句 3 和语句 4 也可能会拆分成原子操作，再重排。

也就是说，对于非原子性的操作，在不影响最终后果的状况下，其拆分成的原子操作可能会被重新排列执行程序。

次要在于 testSingleton = new TestSingleton()这句，这并非是一个原子操作，事实上在 JVM 中这句话大略做了上面 3 件事件。

给 testSingleton 分配内存
调用 testSingleton 的构造函数来初始化成员变量，造成实例
将 testSingleton 对象指向调配的内存空间（执行完这步 testSingleton 才是非 null 了）
然而在 JVM 的即时编译器中存在指令重排序的优化。也就是说下面的第二步和第三步的程序是不能保障的，最终的执行程序可能是 1-2-3 也可能是 1-3-2。如果是后者，则在 3 执行结束、2 未执行之前，被线程二抢占了，这时 testSingleton 曾经是非 null 了（但却没有初始化），所以线程二会间接返回 instance，而后应用，而后牵强附会地报错。

举荐后两种来实现单例

动态外部类来实现单例

public class TestSingleton {private TestSingleton(){ }

 public static TestSingleton getInstance(){return TestSingletonInner.testSingleton;}

 private static class TestSingletonInner{static final TestSingleton testSingleton = new TestSingleton();
 }

}

static 保证数据独一份

final 初始化实现后不能被批改，线程平安。

敲黑板！！知识点：java 在加载类的时候不会将其外部的动态外部类加载，只有在应用该外部类办法时才被调用。这显著是最好的单例，并不需要什么锁一类的机制。

利用了类中动态变量的唯一性

长处：

jvm 自身机制保障线程平安。
synchronized 会导致性能问题。
TestSingletonInner 是公有的，除了通过 TestSingleton 拜访，没有其余拜访的可能性。

枚举单例

public enum  TestSingleton {

    INSTANCE;

    public void toSave(){}

}

应用 TestSingleton.INSTANCE.toSave();

创立枚举实例的过程是线程平安的，所以这种写法也没有同步的问题。如果你要本人增加一些线程平安的办法，记得控制线程平安哦。

长处：写法简略 / 线程平安

饿汉式实现
object SingletonDemo
懒汉式

class Singleton private constructor() {
    companion object {
        var instance: Singleton? = null
            get() {if (field == null) {field = Singleton()
                }
                return field
            }
        private set

    }
}

线程平安的懒汉式


class Singleton private constructor() {
    companion object {
        var instance: Singleton? = null
            @Synchronized
            get() {if (field == null) {field = Singleton()
                }
                return field
            }
            private set
    }

}

双重校验锁式

class Singleton private constructor() {
    companion object {
        val instance: Singleton by lazy {Singleton() }
    }
}

动态外部类式

class Singleton private constructor() {
    companion object {val instance = SingletonHolder.holder}

    private object SingletonHolder {val holder= Singleton()
    }

}

我集体在用 kotlin 单例的话我还是喜爱间接用 lazy，不便，嘻嘻嘻

通常咱们会用 context.getSystemService(String name)来获取一些零碎服务
如下：

ActivityManager  mActivityManager = (ActivityManager) getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);

例如：LayoutInflater


package android.view;
public static LayoutInflater from(Context context) {
        LayoutInflater LayoutInflater =
                (LayoutInflater) context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);
        if (LayoutInflater == null) {throw new AssertionError("LayoutInflater not found.");
        }
        return LayoutInflater;
    }

Context 局部源码


public abstract class Context {public abstract Object getSystemService(@ServiceName @NonNull String name);

}

通过剖析 activity 的启动流程能够晓得，Context 的性能的具体实现是在 ContextImpl.java


class ContextImpl extends Context {
...
    @Override
    public Object getSystemService(String name) {return SystemServiceRegistry.getSystemService(this, name);
    }
}

而后持续 SystemServiceRegistry.getSystemService(this, name)：

final class SystemServiceRegistry {
    ...
// 用来 getSystemService 的容器，外面寄存的是 ServiceFetcher<?>
private static final HashMap<String, ServiceFetcher<?>> SYSTEM_SERVICE_FETCHERS =
            new HashMap<String, ServiceFetcher<?>>();
...
// 动态代码块，第一次加载时执行，而且只会执行一次，保障了注册的服务的唯一性。static {
        registerService(Context.ACCESSIBILITY_SERVICE, AccessibilityManager.class,
                new CachedServiceFetcher<AccessibilityManager>() {
            @Override
            public AccessibilityManager createService(ContextImpl ctx) {return AccessibilityManager.getInstance(ctx);
            }});
        registerService(Context.DOWNLOAD_SERVICE, DownloadManager.class,
                new CachedServiceFetcher<DownloadManager>() {
            @Override
            public DownloadManager createService(ContextImpl ctx) {return new DownloadManager(ctx);
            }});
        ...
// 还有很多服务注册
    }
    
  ...
// 动态代码块中调用这个办法，把服务名和创立的服务对应放在容器中，实现单例。private static <T> void registerService(String serviceName, Class<T> serviceClass,
            ServiceFetcher<T> serviceFetcher) {SYSTEM_SERVICE_NAMES.put(serviceClass, serviceName);
        SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.put(serviceName, serviceFetcher);
    }
  ...
  public static Object getSystemService(ContextImpl ctx, String name) {ServiceFetcher<?> fetcher = SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.get(name);
        return fetcher != null ? fetcher.getService(ctx) : null;
    }
  ...
}

外面还不是间接拿到服务，而是调用了 fetcher.getService(ctx)来获取服务。看看

ServiceFetcher<?>：static abstract interface ServiceFetcher<T> {T getService(ContextImpl ctx);
    }

这是个接口，看下面的动态代码块外面的办法发现注册服务的时候都是用的 CachedServiceFetcher 这个类：

static abstract class CachedServiceFetcher<T> implements ServiceFetcher<T> {
        private final int mCacheIndex;

        public CachedServiceFetcher() {mCacheIndex = sServiceCacheSize++;}

        @Override
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public final T getService(ContextImpl ctx) {//ctx.mServiceCache 是获取一个数组：new Object[sServiceCacheSize]；// 数组的长度就是构造方法中的那个变量，每注册一个服务，就会 new 一个对应的 CachedServiceFetcher，而后数组长度就 +1。第一次获取到这个数组必定是个空数组
            final Object[] cache = ctx.mServiceCache;
            synchronized (cache) {
                // Fetch or create the service.
                Object service = cache[mCacheIndex];
// 第一次获取这个服务的时候，数组是空的，所以 service == null 为 TRUE。if (service == null) {
// 调用注册时实现的 createService 办法，把生成的具体服务放在数组对应下标中，// 之后就间接从数组中获取了。实现了单例。service = createService(ctx);
                    cache[mCacheIndex] = service;
                }
                return (T)service;
            }
        }
      //  在动态代码块中实现
        public abstract T createService(ContextImpl ctx);
    }

外面有个形象办法，须要实例化的时候实现。在动态代码块中的办法都实现了这个 createService(ContextImpl ctx)办法，并且返回了对应的服务。

关于设计模式:Java单例kotlin单例你真的会用单例么反正我面试过的人会的没几个

前言

单例是什么？

益处

java 的单例及其波及的知识点

什么是原子操作？

什么是指令重排？

kotlin 的单例

Android 源码中的单例