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Android单例模式

单例模式（Singleton Pattern）是设计模式中最简单且最常用的模式之一。它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在Android开发中，单例模式常用于管理共享资源，如数据库连接、网络请求工具类等。

什么是单例模式？​

单例模式的核心思想是限制类的实例化次数，确保在整个应用程序中只有一个实例存在。这种模式特别适用于需要全局共享资源的场景，例如配置管理、日志记录、数据库操作等。

单例模式的特点​

  1. 唯一性：一个类只有一个实例。
  2. 全局访问：通过一个全局访问点获取该实例。
  3. 延迟初始化：实例在第一次使用时才被创建。

单例模式的实现​

在Java中，单例模式可以通过多种方式实现。以下是两种常见的实现方式：

1. 饿汉式单例​

饿汉式单例在类加载时就创建实例，因此它是线程安全的。

java
public class Singleton {
    // 在类加载时创建实例
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

    // 私有构造函数，防止外部实例化
    private Singleton() {}

    // 提供全局访问点
    public static Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}
备注

饿汉式单例的优缺点：

  • 优点：实现简单，线程安全。
  • 缺点：如果实例未被使用，会造成资源浪费。

2. 懒汉式单例​

懒汉式单例在第一次使用时才创建实例，延迟初始化可以节省资源。

java
public class Singleton {
    private static Singleton INSTANCE;

    // 私有构造函数，防止外部实例化
    private Singleton() {}

    // 提供全局访问点
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            INSTANCE = new Singleton();
        }
        return INSTANCE;
    }
}
警告

懒汉式单例的线程安全问题：

  • 在多线程环境下，懒汉式单例需要加锁（synchronized）来保证线程安全，但这会影响性能。

3. 双重检查锁定（Double-Checked Locking）​

为了兼顾性能和线程安全，可以使用双重检查锁定。

java
public class Singleton {
    private static volatile Singleton INSTANCE;

    private Singleton() {}

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

双重检查锁定的优点：

  • 只有在实例未初始化时才加锁，避免了每次调用getInstance()时的性能开销。

单例模式的实际应用​

在Android开发中，单例模式常用于以下场景：

1. 数据库管理​

例如，使用Room库时，数据库实例通常是一个单例。

java
@Database(entities = {User.class}, version = 1)
public abstract class AppDatabase extends RoomDatabase {
    private static AppDatabase INSTANCE;

    public abstract UserDao userDao();

    public static AppDatabase getInstance(Context context) {
        if (INSTANCE == null) {
            synchronized (AppDatabase.class) {
                if (INSTANCE == null) {
                    INSTANCE = Room.databaseBuilder(context.getApplicationContext(),
                            AppDatabase.class, "user_database")
                            .build();
                }
            }
        }
        return INSTANCE;
    }
}

2. 网络请求工具类​

例如，使用Retrofit时，API客户端通常是一个单例。

java
public class ApiClient {
    private static Retrofit INSTANCE;

    private ApiClient() {}

    public static Retrofit getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            INSTANCE = new Retrofit.Builder()
                    .baseUrl("https://api.example.com/")
                    .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
                    .build();
        }
        return INSTANCE;
    }
}

总结​

单例模式是Android开发中非常实用的设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。通过饿汉式、懒汉式和双重检查锁定等方式，可以实现线程安全的单例模式。在实际开发中，单例模式常用于管理数据库、网络请求等共享资源。

注意

注意事项：

  • 单例模式虽然方便，但滥用可能导致代码耦合性增加，难以测试和维护。因此，应谨慎使用。

附加资源与练习​

通过学习和实践，你将更好地掌握单例模式在Android开发中的应用。