一、前言
单例模式，一直以来是我们在日常开发中最常用的一种设计模式，更是面试中非常重要，也非常容易被问到的问题。在日常开发中，大家常用的语言还是Java，但今天我给大家带来的是在Kotlin语言中，单例模式是怎么编写的，并且会对比Java方式，并说明每种方式的优缺点。
下面会列举5种最为常见的单例模式做对比：
- 1.饿汉式
- 2.懒汉式
- 3.同步锁式
- 4.双重检测式
- 5.内部类式
二、Java与Kotlin对比
1、饿汉式
饿汉式可以说是我们最先接触单例模式的例子了，是最基本的单例写法，也是最快最懒的方式。
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 简单好写 | 类加载就初始化了对象，影响应用启动速度 |
下面直接看代码吧：
Java方式
public class BaseSingleton {
//第一步：私有构造
private BaseSingleton() {
}
//第二步：私有静态对象
private static BaseSingleton INSTANCE = new BaseSingleton();
//第三步：提供对外获取方法
public static BaseSingleton getInstance() {
return INSTANCE;
}
}
Kotlin方式
object BaseSingleton {
}
有童鞋要说了，这什么都没写呀。对，饿汉式在Kotlin中，只需要一个object修饰符就行了，这就是Kotlin非常厉害的地方。
2.懒汉式
针对饿汉式的缺点，于是懒汉式就出现了，因为比较简单，下面直接分析。
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 只有第一次使用时，才会初始化对象 | 线程非安全，多线程中可能会出现创建多个对象 |
Java方式
public class LazyLoadSingleton {
//第一步：私有构造
private LazyLoadSingleton() {
}
//第二步：创建私有构造对象
private static LazyLoadSingleton INSTANCE;
//第二步：提供对外获取方法
public static LazyLoadSingleton getInstance() {
if (INSTANCE == null) {
INSTANCE = new LazyLoadSingleton();
}
return INSTANCE;
}
}
其实就是增加了一个空判断。
Kotlin方式
class LazyLoadSingleton private constructor(){
companion object {
//原生写法
//LazyThreadSafetyMode.NONE 线程不安全
val INSTANCE_1 by lazy(LazyThreadSafetyMode.NONE) {
LazyLoadSingleton()
}
//翻译JAVA的写法
private var INSTANCE_2: LazyLoadSingleton? = null
fun getInstance(): LazyLoadSingleton {
if (INSTANCE_2 == null) {
INSTANCE_2 = LazyLoadSingleton()
}
return INSTANCE_2!!
}
}
}
Kotlin这里有两种写法，一种是纯种，一种是变种。变种大家一看就明白，就是直接把Java的方式翻译过来了。纯种的我们使用了lazy，看英文就知道是懒加载的方式，传入了一个LazyThreadSafetyMode.NONE，英文好的小伙伴一看就明白，这是线程不安全的意思。companion object的意思相当于Java中public static。
3.同步锁式
因为懒汉式的出现，虽然解决了饿汉式的不足，但也出现了多线程的问题。于是解决懒汉式的方式就出现了，那就是我们熟知的加锁Synchronized。
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 保证线程安全 | 每次都要加锁，获取的时候不经济 |
Java方式
public class LazySynchronizedSingleton {
//第一步：私有构造
private LazySynchronizedSingleton() {
}
//第二步：创建私有对象
private static LazySynchronizedSingleton INSTANCE;
//第三步：提供对外访问方法
public static synchronized LazySynchronizedSingleton getInstance() {
if (INSTANCE == null) {
INSTANCE = new LazySynchronizedSingleton();
}
return INSTANCE;
}
}
只是加了一个关键字synchronized，没有难理解的地方。
Kotlin方式
class LazySynchronizedSingleton private constructor(){
companion object {
private var INSTANCE: LazySynchronizedSingleton? = null
//在Kotlin中，我们就用的注释方式来加锁
@Synchronized
fun getInstance(): LazySynchronizedSingleton {
if (INSTANCE == null) {
INSTANCE = LazySynchronizedSingleton()
}
return INSTANCE!!
}
}
}
在Kotlin中，我们要使用的是注解方式@Synchronized，就能达到同步锁的目的了。
4.双重检测式
第3种方式应该已经满足日常大部分的需求，但对我们程序员来说，不断的优化才是学习之道。那么针对每次获取都会加锁的问题，要怎么解决呢？双重检测式就出现了。
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 第一次获取的时候才会加锁 | 写法有点难，考点记性 |
Java方式
public class DoubleCheckSingleton {
//第一步：私有构造
private DoubleCheckSingleton() {
}
//第二步：创建静态对象
private static volatile DoubleCheckSingleton INSTANCE;
//第三步：对外公开获取方法
public static DoubleCheckSingleton getInstance() {
if (INSTANCE == null) {
synchronized (DoubleCheckSingleton.class) {
if (INSTANCE == null) {
INSTANCE = new DoubleCheckSingleton();
}
}
}
return INSTANCE;
}
}
细心的童鞋发现，我们第二步用到了volatile，关于volatile不是本文的重点，所以这里不展开说明。在第三步中，我们首先判断一次空，如果是空，就加锁，然后再判断一次空，如果为空就创建。这样的好处就是上面优点说到的，只会锁一次。缺点大家也发现了，不仅要必须写volatile，方法中的步骤也不能错。
Kotlin方式
class DoubleCheckSingleton private constructor() {
companion object {
//Kotlin原生写法
val INSTANCE_1 by lazy(mode = LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED) {
DoubleCheckSingleton()
}
//翻译JAVA代码写法
@Volatile
private var INSTANCE_2: DoubleCheckSingleton? = null
fun getInstance(): DoubleCheckSingleton {
if (INSTANCE_2 == null) {
synchronized(DoubleCheckSingleton::class) {
if (INSTANCE_2 == null) {
INSTANCE_2 = DoubleCheckSingleton()
}
}
}
return INSTANCE_2!!
}
}
}
又来两种写法，变种的我就不解释了。纯种的，我们只改变了lazy的括号的值，mode = LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED就是锁的意思，英文好的童鞋一眼就明白了。
5.内部类式
最后一种方式，不仅满足了懒加载、线程安全，代码也非常少，是非常推荐的一种方式。
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 简单，代码少 | 暂无 |
Java方式
public class InnerStaticSingleton {
private InnerStaticSingleton() {
}
private static class Holder {
private static InnerStaticSingleton INSTANCE = new InnerStaticSingleton();
}
public static InnerStaticSingleton getInstance() {
return Holder.INSTANCE;
}
内部类Holder，里面有外部的实例。很多童鞋可能要问，这怎么就满足懒汉式和线程安全呢？当我们应用初始化时，getInstance没有被调用，就没有实例对象，那就满足了懒汉式。当我们调用getInstance的时候，Java虚拟机为了保证类加载的安全性，所以这里就保证了线程安全。这种写法是不是惊呆了？那Kotlin又是怎么样写的呢？
Kotlin方式
class InnerStaticSingleton private constructor() {
companion object {
fun getInstance() = Holder.INSTANCE
}
private object Holder {
val INSTANCE = InnerStaticSingleton()
}
}
很简单，内部用object创建一个内部Holder单例，外部一个getInstance来获取的方法。也相当于是Java翻译过来的方式。
三、总结
为了方便大家，我创建了一个项目，专门供大家对比学习。
这是Github项目，里面有详细的代码注释。如果对你有帮助，欢迎大家star，谢谢！
https://github.com/FynnJason/FiveSingletonDemo
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