Kotlin中的单例模式有哪些

这篇文章给大家介绍Kotlin中的单例模式有哪些，内容非常详细，感兴趣的小伙伴们可以参考借鉴，希望对大家能有所帮助。

一、饿汉式实现

//Java实现
public class SingletonDemo {
 private static SingletonDemo instance=new SingletonDemo();
 private SingletonDemo(){

 }
 public static SingletonDemo getInstance(){
 return instance;
 }
}
//Kotlin实现
object SingletonDemo

这里很多小伙伴，就吃了一惊。我靠一个object 关键字就完成相同的功能？一行代码？

Kotlin的对象声明

学习了Kotlin的小伙伴肯定知道,在Kotlin中类没有静态方法。如果你需要写一个可以无需用一个类的实例来调用，但需要访问类内部的函数（例如，工厂方法,单例等），你可以把该类声明为一个对象。该对象与其他语言的静态成员是类似的。如果你想了解Kotlin对象声明的更多内容。请点击- - - 传送门

到这里，如果还是有很多小伙伴不是很相信一行代码就能解决这个功能，我们可以通过一下方式查看Kotlin的字节码。

查看Kotlin对应字节码

我们进入我们的Android Studio(我的Android Studio 3.0,如果你的编译器版本过低，请自动升级) 选择Tools工具栏，选择"Kotlin",选择“Show Kotlin Bytecode"

选择过后就会进入到下方界面：

点击"Decompile" 根据字节码得到以下代码

public final class SingletonDemo {
 public static final SingletonDemo INSTANCE;
 private SingletonDemo(){}
 static {
 SingletonDemo var0 = new SingletonDemo();
 INSTANCE = var0;
 }
}

通过以上代码，我们了解事实就是这个样子的，使用Kotlin"object"进行对象声明与我们的饿汉式单例的代码是相同的。

二、懒汉式

//Java实现
public class SingletonDemo {
 private static SingletonDemo instance;
 private SingletonDemo(){}
 public static SingletonDemo getInstance(){
 if(instance==null){
  instance=new SingletonDemo();
 }
 return instance;
 }
}
//Kotlin实现
class SingletonDemo private constructor() {
 companion object {
 private var instance: SingletonDemo? = null
  get() {
  if (field == null) {
   field = SingletonDemo()
  }
  return field
  }
 fun get(): SingletonDemo{
 //细心的小伙伴肯定发现了，这里不用getInstance作为为方法名，是因为在伴生对象声明时，内部已有getInstance方法，所以只能取其他名字
  return instance!!
 }
 }
}

上述代码中，我们可以发现在Kotlin实现中，我们让其主构造函数私有化并自定义了其属性访问器，其余内容大同小异。

如果有小伙伴不清楚Kotlin构造函数的使用方式。请点击 - - - 构造函数
不清楚Kotlin的属性与访问器，请点击 - - -属性和字段

三、线程安全的懒汉式

//Java实现
public class SingletonDemo {
 private static SingletonDemo instance;
 private SingletonDemo(){}
 public static synchronized SingletonDemo getInstance(){//使用同步锁
  if(instance==null){
   instance=new SingletonDemo();
  }
  return instance;
 }
}
//Kotlin实现
class SingletonDemo private constructor() {
 companion object {
  private var instance: SingletonDemo? = null
   get() {
    if (field == null) {
     field = SingletonDemo()
    }
    return field
   }
  @Synchronized
  fun get(): SingletonDemo{
   return instance!!
  }
 }
}

大家都知道在使用懒汉式会出现线程安全的问题，需要使用使用同步锁，在Kotlin中，如果你需要将方法声明为同步，需要添加**@Synchronized**注解。

四、双重校验锁式（Double Check)

//Java实现
public class SingletonDemo {
 private volatile static SingletonDemo instance;
 private SingletonDemo(){} 
 public static SingletonDemo getInstance(){
  if(instance==null){
   synchronized (SingletonDemo.class){
    if(instance==null){
     instance=new SingletonDemo();
    }
   }
  }
  return instance;
 }
}
//kotlin实现
class SingletonDemo private constructor() {
 companion object {
  val instance: SingletonDemo by lazy(mode = LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED) {
  SingletonDemo() }
 }
}

哇！小伙伴们惊喜不，感不感动啊。我们居然几行代码就实现了多行的Java代码。其中我们运用到了Kotlin的延迟属性 Lazy。

Lazy是接受一个 lambda 并返回一个 Lazy 实例的函数，返回的实例可以作为实现延迟属性的委托： 第一次调用 get() 会执行已传递给 lazy() 的 lambda 表达式并记录结果， 后续调用 get() 只是返回记录的结果。

这里还有有两个额外的知识点。

• 高阶函数，高阶函数是将函数用作参数或返回值的函数（我很纠结我到底讲不讲，哎）。大家还是看这个 ---高阶函数

• 委托属性

如果你了解以上知识点，我们直接来看Lazy的内部实现。

Lazy内部实现

public fun <T> lazy(mode: LazyThreadSafetyMode, initializer: () -> T): Lazy<T> =
  when (mode) {
   LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED -> SynchronizedLazyImpl(initializer)
   LazyThreadSafetyMode.PUBLICATION -> SafePublicationLazyImpl(initializer)
   LazyThreadSafetyMode.NONE -> UnsafeLazyImpl(initializer)
  }

观察上述代码，因为我们传入的mode = LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED，
那么会直接走 SynchronizedLazyImpl，我们继续观察SynchronizedLazyImpl。

Lazy接口

SynchronizedLazyImpl实现了Lazy接口，Lazy具体接口如下：

public interface Lazy<out T> {
  //当前实例化对象，一旦实例化后，该对象不会再改变
 public val value: T
 //返回true表示，已经延迟实例化过了，false 表示，没有被实例化，
 //一旦方法返回true，该方法会一直返回true,且不会再继续实例化
 public fun isInitialized(): Boolean
}

继续查看SynchronizedLazyImpl，具体实现如下：

SynchronizedLazyImpl内部实现

private class SynchronizedLazyImpl<out T>(initializer: () -> T, lock: Any? = null) : Lazy<T>, Serializable {
 private var initializer: (() -> T)? = initializer
 @Volatile private var _value: Any? = UNINITIALIZED_VALUE
 // final field is required to enable safe publication of constructed instance
 private val lock = lock ?: this

 override val value: T
  get() {
   val _v1 = _value
   //判断是否已经初始化过，如果初始化过直接返回，不在调用高级函数内部逻辑
   if (_v1 !== UNINITIALIZED_VALUE) {
    @Suppress("UNCHECKED_CAST")
    return _v1 as T
   }

   return synchronized(lock) {
    val _v2 = _value
    if (_v2 !== UNINITIALIZED_VALUE) {
     @Suppress("UNCHECKED_CAST") (_v2 as T)
    }
    else {
     val typedValue = initializer!!()//调用高级函数获取其返回值
     _value = typedValue //将返回值赋值给_value,用于下次判断时，直接返回高级函数的返回值
     initializer = null
     typedValue 
    }
   }
  }
 //省略部分代码
}

通过上述代码，我们发现 SynchronizedLazyImpl 覆盖了Lazy接口的value属性，并且重新了其属性访问器。其具体逻辑与Java的双重检验是类似的。

到里这里其实大家还是肯定有疑问，我这里只是实例化了SynchronizedLazyImpl对象，并没有进行值的获取，它是怎么拿到高阶函数的返回值呢？。这里又涉及到了委托属性。

委托属性语法是： val/var <属性名>: <类型> by <表达式>。在 by 后面的表达式是该 委托， 因为属性对应的 get()（和 set()）会被委托给它的 getValue() 和 setValue() 方法。 属性的委托不必实现任何的接口，但是需要提供一个 getValue() 函数（和 setValue()——对于 var 属性）。

而Lazy.kt文件中，声明了Lazy接口的getValue扩展函数。故在最终赋值的时候会调用该方法。

@kotlin.internal.InlineOnly
//返回初始化的值。
public inline operator fun <T> Lazy<T>.getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): T = value

五、静态内部类式

//Java实现
public class SingletonDemo {
 private static class SingletonHolder{
  private static SingletonDemo instance=new SingletonDemo();
 }
 private SingletonDemo(){
  System.out.println("Singleton has loaded");
 }
 public static SingletonDemo getInstance(){
  return SingletonHolder.instance;
 }
}
//kotlin实现
class SingletonDemo private constructor() {
 companion object {
  val instance = SingletonHolder.holder
 }

 private object SingletonHolder {
  val holder= SingletonDemo()
 }
}

静态内部类的实现方式，也没有什么好说的。Kotlin与Java实现基本雷同。

关于Kotlin中的单例模式有哪些就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，可以学到更多知识。如果觉得文章不错，可以把它分享出去让更多的人看到。