Kotlin的单例模式：[饿汉式，线程安全懒汉式，双重校验锁式，Lazy]

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2024-01-17 08:23:21

Kotlin 单例模式：深入浅出

简介

在软件开发中，单例模式是一种设计模式，用于确保一个类只有一个实例，并且该实例可以在应用程序的任何地方访问。单例模式通常用于实现全局变量或配置，它保证了系统中只有一个特定类的对象存在，避免了对象的重复创建和混乱。

Kotlin 中的单例模式

Kotlin 作为一门现代编程语言，提供了多种实现单例模式的方式，每种方式都有其独特的优点和缺点。本文将详细介绍四种常见的 Kotlin 单例模式实现：

1. 饿汉式

饿汉式单例模式在类加载时就创建实例并将其存储在静态变量中。这种方式简单易用，但如果该类从未被使用过，也会创建实例，这可能会浪费资源。

object Singleton {
    val instance = Singleton()

    fun getInstance(): Singleton {
        return instance
    }
}

2. 线程安全懒汉式

线程安全懒汉式单例模式在第一次调用该类的 getInstance() 方法时才创建实例并将其存储在静态变量中。这种方式可以避免饿汉式单例模式的缺点，但它需要考虑线程安全的问题，因为多个线程可能同时调用 getInstance() 方法，导致创建多个实例。

class Singleton private constructor() {
    companion object {
        private var instance: Singleton? = null

        fun getInstance(): Singleton {
            synchronized(this) {
                if (instance == null) {
                    instance = Singleton()
                }
                return instance!!
            }
        }
    }
}

3. 双重校验锁式

双重校验锁式单例模式是一种更高效的线程安全懒汉式单例模式实现。它使用双重校验来避免在多线程环境下创建多个实例。这种方式比线程安全懒汉式单例模式更有效率，因为只有在第一次调用 getInstance() 方法时才需要进行同步，其他时候不需要。

class Singleton private constructor() {
    companion object {
        private var instance: Singleton? = null

        fun getInstance(): Singleton {
            if (instance == null) {
                synchronized(this) {
                    if (instance == null) {
                        instance = Singleton()
                    }
                }
            }
            return instance!!
        }
    }
}

4. Lazy

Kotlin 中还提供了 Lazy 函数来实现单例模式。Lazy 函数接受一个 lambda 表达式，并返回一个 Lazy 实例。该实例可以作为实现延迟属性的委托。第一次调用 get() 方法时，Lazy 实例会执行 lambda 表达式，并将其结果存储起来。以后再调用 get() 方法时，Lazy 实例就会直接返回存储的结果，而不会重新执行 lambda 表达式。

class MyClass {
    val singleton: Singleton by lazy {
        Singleton()
    }
}

选择单例模式的依据

在选择单例模式的实现方式时，需要考虑以下几点：

是否需要在类加载的时候就创建实例？
是否需要考虑线程安全的问题？
是否需要延迟加载实例？

根据这些因素，可以选择最合适的单例模式实现方式。

结论

Kotlin 提供了多种实现单例模式的方式，每种方式都有其独特的优缺点。根据应用程序的需求，可以灵活地选择最合适的实现方式。

常见问题解答

饿汉式单例模式和线程安全懒汉式单例模式的区别是什么？

饿汉式单例模式在类加载时就创建实例，而线程安全懒汉式单例模式在第一次调用 getInstance() 方法时才创建实例。线程安全懒汉式单例模式需要考虑线程安全的问题，而饿汉式单例模式不需要。

双重校验锁式单例模式和线程安全懒汉式单例模式的区别是什么？

双重校验锁式单例模式比线程安全懒汉式单例模式更有效率，因为它只在第一次调用 getInstance() 方法时才需要进行同步，其他时候不需要。

Lazy 函数如何实现单例模式？

Lazy 函数接受一个 lambda 表达式，并返回一个 Lazy 实例。该实例可以作为实现延迟属性的委托。第一次调用 get() 方法时，Lazy 实例会执行 lambda 表达式，并将其结果存储起来。以后再调用 get() 方法时，Lazy 实例就会直接返回存储的结果，而不会重新执行 lambda 表达式。