Android开发中无处不在的设计模式——单例模式

对于开发人员来说，设计模式有时候就是一道坎，但是设计模式又非常有用，过了这道坎，它可以让你水平提高一个档次。而在android开发中，必要的了解一些设计模式又是非常有必要的。对于想系统的学习设计模式的同学，这里推荐2本书。一本是Head First系列的Head Hirst Design Pattern，英文好的可以看英文，可以多读几遍。另外一本是大话设计模式。

这篇文章介绍一个模式，就是单例模式，因为个人觉得这个模式理解起来最容易，而且不是太复杂。

首先了解一些什么是单例，从名字中就可以听出来就是在内存中维护唯一对象。这样做有以下几个优点

• 对于那些比较耗内存的类，只实例化一次可以大大提高性能，尤其是在移动开发中。
• 保持程序运行的时候该中始终只有一个实例存在内存中

其实单例有很多种实现方式，但是个人比较倾向于其中1种。可以见单例模式

代码如下

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance = null;

    private Singleton(){
    }

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

要保证单例，需要做一下几步

• 必须防止外部可以调用构造函数进行实例化，因此构造函数必须私有化。
• 必须定义一个静态函数获得该单例
• 单例使用volatile修饰
• 使用synchronized 进行同步处理，并且双重判断是否为null，我们看到synchronized (Singleton.class)里面又进行了是否为null的判断，这是因为一个线程进入了该代码，如果另一个线程在等待，这时候前一个线程创建了一个实例出来完毕后，另一个线程获得锁进入该同步代码，实例已经存在，没必要再次创建，因此这个判断是否是null还是必须的。

至于单例的并发测试，可以使用CountDownLatch，使用await()等待锁释放，使用countDown()释放锁从而达到并发的效果。可以见下面的代码

public static void main(String[] args) {
    final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
    int threadCount = 1000;
    for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    latch.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Singleton.getInstance().hashCode());
            }
        }.start();
    }
    latch.countDown();
}

看看打印出来的hashCode会不会出现不一样即可，理论上是全部都一样的。

而在Android中，很多地方用到了单例。

比如Android-Universal-Image-Loader中的单例

private volatile static ImageLoader instance;
/** Returns singleton class instance */
public static ImageLoader getInstance() {
    if (instance == null) {
        synchronized (ImageLoader.class) {
            if (instance == null) {
                instance = new ImageLoader();
            }
        }
    }
    return instance;
}

比如EventBus中的单例

private static volatile EventBus defaultInstance;
public static EventBus getDefault() {
    if (defaultInstance == null) {
        synchronized (EventBus.class) {
            if (defaultInstance == null) {
                defaultInstance = new EventBus();
            }
        }
    }
    return defaultInstance;
}

上面的单例都是比较规规矩矩的，当然实际上有很多单例都是变了一个样子，单本质还是单例。

如InputMethodManager 中的单例

static InputMethodManager sInstance;
public static InputMethodManager getInstance() {
    synchronized (InputMethodManager.class) {
        if (sInstance == null) {
            IBinder b = ServiceManager.getService(Context.INPUT_METHOD_SERVICE);
            IInputMethodManager service = IInputMethodManager.Stub.asInterface(b);
            sInstance = new InputMethodManager(service, Looper.getMainLooper());
        }
        return sInstance;
    }
}

AccessibilityManager 中的单例，看代码这么长，其实就是进行了一些判断，还是一个单例

private static AccessibilityManager sInstance;
public static AccessibilityManager getInstance(Context context) {
    synchronized (sInstanceSync) {
        if (sInstance == null) {
            final int userId;
            if (Binder.getCallingUid() == Process.SYSTEM_UID
                    || context.checkCallingOrSelfPermission(
                            Manifest.permission.INTERACT_ACROSS_USERS)
                                    == PackageManager.PERMISSION_GRANTED
                    || context.checkCallingOrSelfPermission(
                            Manifest.permission.INTERACT_ACROSS_USERS_FULL)
                                    == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                userId = UserHandle.USER_CURRENT;
            } else {
                userId = UserHandle.myUserId();
            }
            IBinder iBinder = ServiceManager.getService(Context.ACCESSIBILITY_SERVICE);
            IAccessibilityManager service = IAccessibilityManager.Stub.asInterface(iBinder);
            sInstance = new AccessibilityManager(context, service, userId);
        }
    }
    return sInstance;
}

当然单例还有很多种写法，比如恶汉式，有兴趣的自己去了解就好了。

最后，我们应用一下单例模式。典型的一个应用就是管理我们的Activity，下面这个可以作为一个工具类，代码也很简单，也不做什么解释了。

public class ActivityManager {

    private static volatile ActivityManager instance;
    private Stack<Activity> mActivityStack = new Stack<Activity>();

    private ActivityManager(){

    }

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

    public void addActicity(Activity act){
        mActivityStack.push(act);
    }

    public void removeActivity(Activity act){
        mActivityStack.remove(act);
    }

    public void killMyProcess(){
        int nCount = mActivityStack.size();
        for (int i = nCount - 1; i >= 0; i--) {
            Activity activity = mActivityStack.get(i);
            activity.finish();
        }

        mActivityStack.clear();
        android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid());
    }
}

这个类可以在开源中国的几个客户端中找到类似的源码

• Git@OSC中的AppManager

• android-app中的AppManager

以上两个类是一样的，没区别。