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Android開發中無處不在的設計模式——單例模式

對於開發人員來說,設計模式有時候就是一道坎,但是設計模式又非常有用,過了這道坎,它可以讓你水平提高一個檔次。而在android開發中,必要的瞭解一些設計模式又是非常有必要的。對於想系統的學習設計模式的同學,這裡推薦2本書。一本是Head First系列的Head Hirst Design Pattern,英文好的可以看英文,可以多讀幾遍。另外一本是大話設計模式。

這篇文章介紹一個模式,就是單例模式,因為個人覺得這個模式理解起來最容易,而且不是太複雜。

首先了解一些什麼是單例,從名字中就可以聽出來就是在記憶體中維護唯一物件。這樣做有以下幾個優點

  • 對於那些比較耗記憶體的類,只例項化一次可以大大提高效能,尤其是在移動開發中。
  • 保持程式執行的時候該中始終只有一個例項存在記憶體中

其實單例有很多種實現方式,但是個人比較傾向於其中1種。可以見單例模式

程式碼如下

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; } }

要保證單例,需要做一下幾步

  • 必須防止外部可以呼叫建構函式進行例項化,因此建構函式必須私有化。
  • 必須定義一個靜態函式獲得該單例
  • 單例使用volatile修飾
  • 使用synchronized 進行同步處理,並且雙重判斷是否為null,我們看到synchronized (Singleton.class)裡面又進行了是否為null的判斷,這是因為一個執行緒進入了該程式碼,如果另一個執行緒在等待,這時候前一個執行緒建立了一個例項出來完畢後,另一個執行緒獲得鎖進入該同步程式碼,例項已經存在,沒必要再次建立,因此這個判斷是否是null還是必須的。

至於單例的併發測試,可以使用CountDownLatch,使用await()等待鎖釋放,使用countDown()釋放鎖從而達到併發的效果。可以見下面的程式碼

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();
}

看看打印出來的hashCode會不會出現不一樣即可,理論上是全部都一樣的。

而在Android中,很多地方用到了單例。

比如Android-Universal-Image-Loader中的單例

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中的單例

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

上面的單例都是比較規規矩矩的,當然實際上有很多單例都是變了一個樣子,單本質還是單例。

如InputMethodManager 中的單例

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 中的單例,看程式碼這麼長,其實就是進行了一些判斷,還是一個單例

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;
}

當然單例還有很多種寫法,比如惡漢式,有興趣的自己去了解就好了。

最後,我們應用一下單例模式。典型的一個應用就是管理我們的Activity,下面這個可以作為一個工具類,程式碼也很簡單,也不做什麼解釋了。

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());
    }
}

這個類可以在開源中國的幾個客戶端中找到類似的原始碼

以上兩個類是一樣的,沒區別。