单例模式之Java和Kotlin版

前段时间在封装Kotlin版的MVP+RxJava+Retrofit项目框架的时候,需要多处使用单例模式,但是Kotlin的单例模式却是接触不够的,所以笔者抽空学习了一波。对照着Java版,总结了常用的五大单例模式,分别为:饿汉模式懒汉模式(线程安全版、线程不安全版)双重检测模式静态内部类模式。下面我将一一分析下这五种模式的写法和优缺点,都是对比着Java版分析的。

这里大致解释下单例模式是什么以及怎么用。笔者认为:从Android开发的角度来说,单例模式也就是在这个系统中只有一个实例,并且这个实例是可以全局访问的。好比如封装了一个网络请求类,我们不想每次使用它的时候都一个它的实例,这样请求一个网络就生成了一个它的对象,在内存和线程安全上来说是非常不理想的。我们期待的结果是所有网络请求共用一个它的实例,只需调用它的方法就可以请求网络,在整个系统中只存在一个的实例,这才是我们想要的结果。

下面我将一一介绍这五种常用的单例模式:

饿汉模式:

先回顾下Java的饿汉模式写法:

Java版:

饿汉模式的写法应该是最简单的,在类加载的时候就初始化了单例对象,然后在静态方法中返回。接着我们看看Kotlin 的饿汉模式是什么样的。

Kotlin版:

Kotlin的饿汉模式乍一看好像没代码,其实Kotlin中的就声明了一个类为饿汉模式的单例,经过修饰过得类就是一个静态类,默认实现了饿汉模式。

虽然饿汉模式在两种语言中都是很简单的写法,但是饿汉模式存在着一个缺点:类加载慢。

懒汉模式:线程不安全

Java版:

Java的懒汉模式(线程不安全)版就是在类加载时候声明一个类对象,然后在静态方法中判断一次是否为空,如果为空就出它的实例,不为空直接返回这个对象。下面是Kotlin版的懒汉模式(线程不安全)版:

Kotlin版:

以上是kotlin默认懒汉写法,下面是自己手写和Java类似:

可以看到Kotlin有两种写法,一种是Kotlin推荐的,一种是依照Java自己写的。Kotlin推荐采用来声明一个静态变量或者静态方法,等同于Java的,然后通过来声明一个单例。

为什么说这种写法是线程不安全的呢?我们仔细想想,在方法中,只有一次判断是否为空,如果在未初始化的情况下,两次或者多次调用这个方法,那么都会通过这个判断,造成两次或多次出对象,显然这个不满足我们心中的单例。

接着来看看改良版的懒汉模式,安全版:

懒汉模式:线程安全

Java版:

Java版安全版是通过关键字给这个方法上锁,那么我们来看看Kotlin是否也是通过锁机制来实现的。

Kotlin版:

没错,Kotlin也是采用了和Java一样的机制,通过来给方法上锁,这就是两种语言的懒汉模式(安全版)。一次只能有一个线程进入该方法,其它线程要想进入该方法,不好意思,只能在外面排队等候,当前线程执行完该方法后,别的线程才能进入。

这种单例虽然保证了线程的安全,但是每次进入方法的时候都需要进行同步,造成不必要的同步开销。

双重检测模式:

Java版:

Java版的双重检测模式采用了两次为空判断,并且在声明变量的时候用到了关键字,如果不了解关键字的可以阅读望舒大大的Java并发编程(三)volatile域这篇文章,非常详细,很容易理解。

再来看看Kotlin是否也是如此:

Kotlin版:

这种是Kotlin推荐的通过来创建一个双重检测的单例模式,和懒汉模式(线程不安全)版类似,只是不一样了,大家要注意区分。

类似Java写法

这是笔者依照Java版的写法实现的双重检测模式,写法和Java基本一致。

两次为空判断,第一次是为了不必要的同步,第二次是在为空的时候才创建实例。这种单例模式解决上面线程不安全、多与同步的问题,也是用的比较多的一种写法。

静态内部类单例模式:

Java版:

这是Java的静态内部类单例写法,对这种写法放在Kotlin写法后面。

Kotlin版:

大家可以看到,在类加载的时候并没有声明变量,只有第一次调用方法时,才会去类中取对象,在这个时候就会去创建一个实例,并且是静态的,只创建一次,全局共用。

这种方法是推荐替代双重检测模式的一种模式,在内存优化上、安全性上都得到了很好的保障。

这是笔者在这段时间中学习单例模式的一些心得,希望可以帮助到大家,如有错误,也望大家指正,我会在第一时间修正!!!

写在最后

每个人不是天生就强大,你若不努力,如何证明自己,加油!

Thank You!

--Taonce

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