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Kotlin中的单例模式

在编程中,我们都应该接触到设计模式,无论是从时间总结,亦或者是从书上习得后尝试使用。这其中单例模式,是我们编程过程中很常见,也很简单的一种设计模式。我曾经写过一篇比较通用的关于该模式的文章,即单例这种设计模式

目前,随着Google钦定Kotlin为Android 开发官方语言,Kotlin的学习热潮也应声而起。本文尝试讲解单例模式在Kotlin的具体实现和应用。希望能够对大家学习使用Kotlin有所帮助。

超简版单例

Kotlin引入了一个叫做object的类型,用来很容易的实现单例模式。如下面的代码

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object SimpleSington {
  fun test() {}
}
//在Kotlin里调用
SimpleSington.test()

//在Java中调用
SimpleSington.INSTANCE.test();

这个版本的实现,其实是个语法糖(Kotlin漫山遍野都是语法糖)。其真正的实现类似于这样

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public final class SimpleSington {
   public static final SimpleSington INSTANCE;

   private SimpleSington() {
      INSTANCE = (SimpleSington)this;
   }

   static {
      new SimpleSington();
   }
}

因而Kotlin这个超简版单例实现省去了

  • 显式声明静态instance变量
  • 将构造函数private化处理

关于调用时注意

这段单例代码在Kotlin中使用很简单,即

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SimpleSington.test()

但是在Java和Kotlin混编时,Java代码中调用则需要注意,使用如下

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SimpleSington.INSTANCE.test();

其实在Kotlin中调用单例本质上还是涉及到了INSTANCE这个变量,只是为了简化,隐藏了一些细节。

object类型的单例模式,本质上是饿汉式加载,即在类加载的时候创建单例。它可能存在的问题有

  • 如果构造方法中存在过多的处理,会导致加载这个类时比较慢,可能引起性能问题。
  • 如果使用饿汉式的话,只进行了类的装载,并没有实质的调用,会造成资源的浪费。

懒汉式加载

针对饿汉式的潜在问题,我们可以使用懒汉式来解决,即将实例初始化放在开始使用之前。Kotlin版的懒汉式加载代码如下

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class LazySingleton private constructor(){
    companion object {
        val instance: LazySingleton by lazy { LazySingleton() }
    }
}
  • 显式声明构造方法为private
  • companion object用来在class内部声明一个对象
  • LazySingleton的实例instance 通过lazy来实现懒汉式加载
  • lazy默认情况下是线程安全的,这就可以避免多个线程同时访问生成多个实例的问题

该用哪个版本

关于如何选择饿汉式还是懒汉式,通常应该从两方面考虑

  • 实例初始化的性能和资源占用
  • 编写的效率和简洁

对于实例初始化花费时间较少,并且内存占用较低的话,应该使用object形式的饿汉式加载。否则使用懒汉式。

关于单例的更多知识和问题,请参考阅读单例这种设计模式


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