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[java] Design Patterns in Android:单例模式

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Ricardo 发表于 2018-6-13 17:46:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 Ricardo 于 2018-6-13 17:54 编辑

前言

这是《Design Patterns in Android》系列第一篇博文,那就从本开始和笔者一起领略Android开发中设计模式的魅力吧。
本系列《设计模式Android篇》博文将遵循以下模式,循序渐进的向读者讲解设计模式在Android开发的实践应用:

  • 给出设计模式的定义和使用场景
  • 给出设计模式的UML类图
  • 给出该设计模式的简单Java代码
  • 给出该设计模式在Android源码中的应用分析
  • 给出该设计模式在Android应用开发中的实践

    本文原创作者xiong_it,博客链接:http://blog.csdn.net/xiong_it,转载请注明出处。


单例模式定义

单例模式(Singleton pattern):确保一个类只有一个实例,并提供对该实例的全局访问。

根据其定义,它的使用场景:当你需要创建一个对象,但是创建这个对象时需要消耗大量的系统资源,或者这个对象迫于某种原因只能在内存中存在一个实例的时候,单例模式也许是个不错的创建方案。

单例模式UML类图


Singleton类作为单例类,它耦合了自身成员变量,并对外提供了一个公开方法getInstance()对instance对象的全局访问。

单例模式代码示例

众所周知,单例模式有多个变种,但是最常见的还是“饿汉式”及“懒汉式”2种。本处示例代码以线程安全的饿汉式举例。

  1. public class Singleton {
  2.     private static Singleton sInstance = new Singleton();

  3.     private Singleton() {
  4.         super();
  5.     }

  6.     public static Singleton getInstance() {
  7.         if(sInstance == null) {
  8.             sInstance = new Singleton();
  9.         }
  10.         return sInstance;
  11.     }
  12. }
复制代码

单例模式注意事项主要有3点:

  • 如果处于多线程环境,注意保持线程安全,不然就无法保证单例了
  • 单例模式的默认构造方法的修饰符需改为private,只能类内部访问,确保外部不能直接new出该实例
  • 单例模式需要提供一个全局访问入口,这个入口通常以getInstance()的public静态方法形式呈现
Android源码中的单例模式

InputMethodManager是用来管理输入法和软键盘状态的关键类,它就是源码中一个单例模式应用的典型案例。


  1. <pre class="prettyprint" name="code"><code class="hljs java has-numbering"><span class="hljs-keyword">public</span> <span class="hljs-keyword">final</span> classs InputMethodManager {

  2.     <span class="hljs-comment">/*...
  3.     省略代码,保留关键代码
  4.     ...*/</span>
  5.     <span class="hljs-keyword">static</span> InputMethodManager sInstance;

  6.     InputMethodManager(IInputMethodManager service, Looper looper) {
  7.         mService = service;
  8.         mMainLooper = looper;
  9.         mH = <span class="hljs-keyword">new</span> H(looper);
  10.         mIInputContext = <span class="hljs-keyword">new</span> ControlledInputConnectionWrapper(looper,
  11.                 mDummyInputConnection, <span class="hljs-keyword">this</span>);
  12.     }

  13.     <span class="hljs-javadoc">/**
  14.      * Retrieve the global InputMethodManager instance, creating it if it
  15.      * doesn't already exist.
  16.      *<span class="hljs-javadoctag"> @hide</span>
  17.      */</span>
  18.     <span class="hljs-keyword">public</span> <span class="hljs-keyword">static</span> InputMethodManager <span class="hljs-title">getInstance</span>() {
  19.         <span class="hljs-keyword">synchronized</span> (InputMethodManager.class) {
  20.             <span class="hljs-keyword">if</span> (sInstance == <span class="hljs-keyword">null</span>) {
  21.                 IBinder b = ServiceManager.getService(Context.INPUT_METHOD_SERVICE);
  22.                 IInputMethodManager service = IInputMethodManager.Stub.asInterface(b);
  23.                 sInstance = <span class="hljs-keyword">new</span> InputMethodManager(service, Looper.getMainLooper());
  24.             }
  25.             <span class="hljs-keyword">return</span> sInstance;
  26.         }
  27.     }
  28. }</code></pre>
复制代码

从代码中,我们可以看到,InputMethodManager中有一个非公开的静态成员变量sInstance,它的构造方法也是非公开的,但是它对外(framwork层)提供了一个public的静态方法getInstance(Context)来对外提供单例对象,当该对象不存在时,就通过进程间通讯创建一个对象。
我们试想一下,假如它不是单例的话,在不同的应用中大家都可以自由创建该对象,该对象又极容易造成内存泄漏,创建N个InputMethodManager实例的话,你的Android手机该卡成什么鬼样子??

延伸阅读:《Android InputMethodManager 导致的内存泄露及解决方案》

所以说,InputMethodManager做成单例是一个明智的选择,实际上,除了InputMethodManager,直接操作系统资源的许多??Manager都是采用了单例模式来创建,比如AccessibilityManager,InputManager,LayoutInflater,BulutoothManager等。
不过他们的单例模式实现多种多样,其中LayoutInflater及许多其他Manager是采用集合缓存的形式的实现,第一次getSystemService(String)获取LayouInflater对象时,系统会通过ServiceFetcher创建一个对象并缓存到系统服务列表中,第二次获取时,直接从列表中得到该对象,并不再二次创建,确保单例。

Android开发中的单例实践

大家用过Universal-Image-Loader吗?没用过也没关系,使用UIL加载一张图片非常简单:

  1. ImageLoader.getInstance().displayImage(imageUrl, imageView);
复制代码

很眼熟,对不对?其实,这里ImageLoader对象的创建就是采用了单例模式的实现。
假如它不是单例实现呢?每次用都初始化一次吗?每次都创建一个新的对象吗?显然这是很浪费资源的一件事,所以ImageLoader是采用了单例模式来创建一个对象,以后用的时候还是复用那个对象,保证了UIL API的易用性,同时也兼顾了系统资源的合理利用。
ImageLoader的单例实现代码是

  1. public class ImageLoader {
  2.     /*
  3.     ...
  4.     省略代码,保留关键代码
  5.     ...
  6.     */
  7.     private volatile static ImageLoader instance;

  8.     protected ImageLoader() {
  9.     }

  10.     /** Returns singleton class instance */
  11.     public static ImageLoader getInstance() {
  12.         if (instance == null) {
  13.             synchronized (ImageLoader.class) {
  14.                 if (instance == null) {
  15.                     instance = new ImageLoader();
  16.                 }
  17.             }
  18.         }
  19.         return instance;
  20.     }
  21. }
复制代码
总结

当你的某个类多次创建很耗资源,或者你的某个类对象你只希望它存在一个实例对象在内存中时,请考虑单例模式。

好了,今天的《设计模式Android篇:单例模式》就到这里,请继续关注《Design Patterns in Android》(设计模式Android篇)系列博文,欢迎各位读者朋友评论区拍砖交流,共同进步。


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