Android Kotlin的5种单例模式
最近在学习Kotlin，在项目开发中，运用到了单例模式。而它表达方式与Java是不同的。所以对不同单例模式的实现进行了分别探讨。主要单例模式实现如下：
饿汉式
懒汉式
线程安全的懒汉式
双重校验锁式
静态内部类式
一、饿汉式实现
//Java实现
public class SingletonDemo {
private static SingletonDemo instance=new SingletonDemo();
private SingletonDemo(){
}
public static SingletonDemo getInstance(){
return instance;
}
}
//Kotlin实现
object SingletonDemo
复制代码这里很多小伙伴，就吃了一惊。我靠一个object 关键字就完成相同的功能？一行代码？
Kotlin的对象声明
学习了Kotlin的小伙伴肯定知道,在Kotlin中类没有静态方法。如果你需要写一个可以无需用一个类的实例来调用，但需要访问类内部的函数（例如，工厂方法,单例等），你可以把该类声明为一个对象。该对象与其他语言的静态成员是类似的。如果你想了解Kotlin对象声明的更多内容。请点击- - - 传送门
到这里，如果还是有很多小伙伴不是很相信一行代码就能解决这个功能，我们可以通过一下方式查看Kotlin的字节码。
查看Kotlin对应字节码
我们进入我们的Android Studio(我的Android Studio 3.0,如果你的编译器版本过低，请自动升级) 选择Tools工具栏，选择"Kotlin",选择“Show Kotlin Bytecode"
选择过后就会进入到下方界面：
点击"Decompile" 根据字节码得到以下代码
public final class SingletonDemo {
public static final SingletonDemo INSTANCE;
private SingletonDemo(){
}
static {
SingletonDemo var0 = new SingletonDemo();
INSTANCE = var0;
}
}
复制代码通过以上代码，我们了解事实就是这个样子的，使用Kotlin"object"进行对象声明与我们的饿汉式单例的代码是相同的。
二、懒汉式
//Java实现
public class SingletonDemo {
private static SingletonDemo instance;
private SingletonDemo(){
}
public static SingletonDemo getInstance(){
if(instance==null){
instance=new SingletonDemo();
}
return instance;
}
}
//Kotlin实现
class SingletonDemo private constructor() {
companion object {
private var instance: SingletonDemo? = null
get() {
if (field == null) {
field = SingletonDemo()
}
return field
}
fun get(): SingletonDemo{
//细心的小伙伴肯定发现了，这里不用getInstance作为为方法名，是因为在伴生对象声明时，内部已有getInstance方法，所以只能取其他名字
return instance!!
}
}
}
复制代码上述代码中，我们可以发现在Kotlin实现中，我们让其主构造函数私有化并自定义了其属性访问器，其余内容大同小异。
如果有小伙伴不清楚Kotlin构造函数的使用方式。请点击 - - - 构造函数
不清楚Kotlin的属性与访问器，请点击 - - -属性和字段
三、线程安全的懒汉式
//Java实现
public class SingletonDemo {
private static SingletonDemo instance;
private SingletonDemo(){
}
public static synchronized SingletonDemo getInstance(){
//使用同步锁
if(instance==null){
instance=new SingletonDemo();
}
return instance;
}
}
//Kotlin实现
class SingletonDemo private constructor() {
companion object {
private var instance: SingletonDemo? = null
get() {
if (field == null) {
field = SingletonDemo()
}
return field
}
@Synchronized
fun get(): SingletonDemo{
return instance!!
}
}
}
复制代码大家都知道在使用懒汉式会出现线程安全的问题，需要使用使用同步锁，在Kotlin中，如果你需要将方法声明为同步，需要添加**@Synchronized**注解。
四、双重校验锁式（Double Check)
//Java实现
public class SingletonDemo {
private volatile static SingletonDemo instance;
private SingletonDemo(){
}
public static SingletonDemo getInstance(){
if(instance==null){
synchronized (SingletonDemo.class){
if(instance==null){
instance=new SingletonDemo();
}
}
}
return instance;
}
}
//kotlin实现
class SingletonDemo private constructor() {
companion object {
val instance: SingletonDemo by lazy(mode = LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED) {
SingletonDemo() }
}
}
复制代码哇！小伙伴们惊喜不，感不感动啊。我们居然几行代码就实现了多行的Java代码。其中我们运用到了Kotlin的延迟属性 Lazy。
Lazy是接受一个 lambda 并返回一个 Lazy 实例的函数，返回的实例可以作为实现延迟属性的委托： 第一次调用 get() 会执行已传递给 lazy() 的 lambda 表达式并记录结果， 后续调用 get() 只是返回记录的结果。
这里还有有两个额外的知识点。
高阶函数，高阶函数是将函数用作参数或返回值的函数（我很纠结我到底讲不讲，哎）。大家还是看这个 —高阶函数
委托属性
如果你了解以上知识点，我们直接来看Lazy的内部实现。
Lazy内部实现
public fun <T> lazy(mode: LazyThreadSafetyMode, initializer: () -> T): Lazy<T> =
when (mode) {
LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED -> SynchronizedLazyImpl(initializer)
LazyThreadSafetyMode.PUBLICATION -> SafePublicationLazyImpl(initializer)
LazyThreadSafetyMode.NONE -> UnsafeLazyImpl(initializer)
}
复制代码观察上述代码，因为我们传入的mode = LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED，
那么会直接走 SynchronizedLazyImpl，我们继续观察SynchronizedLazyImpl。
Lazy接口
SynchronizedLazyImpl实现了Lazy接口，Lazy具体接口如下：
public interface Lazy {
//当前实例化对象，一旦实例化后，该对象不会再改变
public val value: T
//返回true表示，已经延迟实例化过了，false 表示，没有被实例化，
//一旦方法返回true，该方法会一直返回true,且不会再继续实例化
public fun isInitialized(): Boolean
}
复制代码继续查看SynchronizedLazyImpl，具体实现如下：
SynchronizedLazyImpl内部实现
private class SynchronizedLazyImpl<out T>(initializer: () -> T, lock: Any? = null) : Lazy<T>, Serializable {
private var initializer: (() -> T)? = initializer
@Volatile private var _value: Any? = UNINITIALIZED_VALUE
// final field is required to enable safe publication of constructed instance
private val lock = lock ?: this
override val value: T
get() {
val _v1 = _value
//判断是否已经初始化过，如果初始化过直接返回，不在调用高级函数内部逻辑
if (_v1 !== UNINITIALIZED_VALUE) {
@Suppress("UNCHECKED_CAST")
return _v1 as T
}
return synchronized(lock) {
val _v2 = _value
if (_v2 !== UNINITIALIZED_VALUE) {
@Suppress("UNCHECKED_CAST") (_v2 as T)
}
else {
val typedValue = initializer!!()//调用高级函数获取其返回值
_value = typedValue //将返回值赋值给_value,用于下次判断时，直接返回高级函数的返回值
initializer = null
typedValue
}
}
}
//省略部分代码
}
复制代码通过上述代码，我们发现 SynchronizedLazyImpl 覆盖了Lazy接口的value属性，并且重新了其属性访问器。其具体逻辑与Java的双重检验是类似的。
到里这里其实大家还是肯定有疑问，我这里只是实例化了SynchronizedLazyImpl对象，并没有进行值的获取，它是怎么拿到高阶函数的返回值呢？。这里又涉及到了委托属性。
委托属性语法是： val/var <属性名>: <类型> by <表达式>。在 by 后面的表达式是该 委托， 因为属性对应的 get()（和 set()）会被委托给它的 getValue() 和 setValue() 方法。 属性的委托不必实现任何的接口，但是需要提供一个 getValue() 函数（和 setValue()——对于 var 属性）。
而Lazy.kt文件中，声明了Lazy接口的getValue扩展函数。故在最终赋值的时候会调用该方法。
@kotlin.internal.InlineOnly
//返回初始化的值。
public inline operator fun Lazy.getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): T = value
复制代码五、静态内部类式
//Java实现
public class SingletonDemo {
private static class SingletonHolder{
private static SingletonDemo instance=new SingletonDemo();
}
private SingletonDemo(){
System.out.println("Singleton has loaded");
}
public static SingletonDemo getInstance(){
return SingletonHolder.instance;
}
}
//kotlin实现
class SingletonDemo private constructor() {
companion object {
val instance = SingletonHolder.holder
}
private object SingletonHolder {
val holder= SingletonDemo()
}
}
复制代码静态内部类的实现方式，也没有什么好说的。Kotlin与Java实现基本雷同。
补充
在该篇文章结束后，有很多小伙伴咨询，如何在Kotlin版的Double Check，给单例添加一个属性，这里我给大家提供了一个实现的方式。（不好意思，最近才抽出时间来解决这个问题）
class SingletonDemo private constructor(private val property: Int) {//这里可以根据实际需求发生改变
companion object {
@Volatile private var instance: SingletonDemo? = null
fun getInstance(property: Int) =
instance ?: synchronized(this) {
instance ?: SingletonDemo(property).also {
instance = it }
}
}
}