正確使用單例

說到單例，一般我們都會想到懶漢和惡漢模式。如下惡漢單例模式如下：

public class Singleton {  
      private static Singleton instance = new Singleton();  
      private Singleton (){}

      public static Singleton getInstance() {  
          return instance
      }
  }

惡漢模式不存在線程同步的問題，因為instance的實例在虛擬機加載Singleton類的時候就被初始化了。但是這里不足之處就是不能等待要用的時候再加載，既懶加載，因此就會在不使用的時候需要占用一定的內(nèi)存空間，類的加載機制經(jīng)過加載、鏈接（驗證、準(zhǔn)備、解析）、初始化三個階段，啟中再鏈接的準(zhǔn)備階段會對靜態(tài)成員分配一定的內(nèi)存空間，并為其設(shè)置初始值，然后初始化階段會對類中static關(guān)鍵字的代碼按順序執(zhí)行一遍，static靜態(tài)成員變量會對準(zhǔn)備階段的初始值進行覆蓋。

而懶漢模式如下，其更是存在性能上的缺陷，或者因為使用不當(dāng)使得代碼存在潛在的bug。

示例1：

 public class Singleton {  
      private static Singleton instance;  
      private Singleton (){}

      public static synchronized Singleton getInstance() {  
      if (instance == null) {  
          instance = new Singleton();  
      }  
      return instance; 
      }
  }

懶漢模式因為加上synchronized關(guān)鍵字避免線程同步的問題，但同時也增加了性能開銷，100萬次調(diào)用getInstance情況下，單個線程加了synchronized的時間開銷為106ms，而沒加的開銷為72ms。若是10個線程，加了synchronized的開銷4436ms，沒加synchronized為192ms。因此可以看出synchronized對性能是有一定的影響的。

示例1代碼還存在代碼缺陷，若A和B兩個線程同時調(diào)用到方法，A先搶到資源，因此進入到if語句，判斷為空進行了初始化，然后釋放資源之后，B搶的資源也會判斷為空，因此造成創(chuàng)建了多個實例。

示例2：

 public class Singleton {  
      private static Singleton instance;  
      private Singleton (){}

      public static Singleton getInstance() {  
      if (instance == null) {  
          synchonized(Singleton.class) {
              if （instance == null） {
                  instance = new Singleton();  
              }
          }
      }  
      return instance; 
      }
  }

這種情況看似解決示例1重復(fù)創(chuàng)建實例的問題，但是仍然存在一個指令重排的問題。JVM內(nèi)部會對指令進行重排，如下當(dāng)執(zhí)行instance = new Singleton(); JVM轉(zhuǎn)換成多條指令如下：

memory = allocate(); //1：分配對象的內(nèi)存空間
ctorInstance(memory); //2：初始化對象
instance = memory; //3：設(shè)置instance指向剛分配的內(nèi)存地址

但經(jīng)過重排的指令可能變成如下：

memory = allocate(); //1：分配對象的內(nèi)存空間
instance = memory;  //3：設(shè)置instance指向剛分配的內(nèi)存地址，此時對象還沒被初始化
ctorInstance(memory); //2：初始化對象

因此就會存在一個問題，當(dāng)線程A還沒初始化對象之前，線程調(diào)用getInstance的時候，就有可能存在instance不為空的情況，但此時因為還沒初始化，接著線程嘗試調(diào)用Singleton對象方法的時候就存在錯誤的情況。因此，在定義Singleton的instance前需要加上volatile修飾符。通過volatile可以對各個線程對某個變量可見性，某個變量修改了，其他線程是立即可見的，因為編譯指令之后，會把volatile操作設(shè)置成內(nèi)存屏障（Memory Barrier），volatile保證了時序，但不是原子性的，不能起到同步關(guān)鍵字的作用，因此示例2的synchonized關(guān)鍵字仍然需要。

示例3：使用靜態(tài)內(nèi)部類實現(xiàn)單例

public class Singleton {   
      private Singleton (){}

      public static Singleton getInstance() {
        return InnerInstance.instance;
      }
      
      public static class InnerInstance {
          private static Singleton instance = new Singleton();
      }
  }

示例3使用靜態(tài)類，在類被調(diào)用的時候才由虛擬機進行類加載，因此既可以實現(xiàn)同步，也失效了懶加載。

示例4：使用枚舉類實現(xiàn)單例

public enum Singleton {
    INASTANCE;
    public Singleton getInstance() {
        return INASTANCE;
    }
}

使用枚舉實現(xiàn)單例，可以避免被反射串改等，更重要的，可以避免序列化問題，既序列化和反序列化后可以仍然為同一個實例。

是否有必要使用Enum枚舉

我們在枚舉一些常亮的時候經(jīng)常使用枚舉，枚舉在使用上是線性安全的，在加載的時候虛擬機可以保證線性安全、枚舉可以有自己的方法。然而，枚舉在Android系統(tǒng)也有它不足的地方，使用枚舉會增加dex的大小以及方法數(shù)使用枚舉比使用常量會曾加更多內(nèi)存，更重要的是，因為枚舉在使用的時候加載枚舉類，會實例化所有的枚舉類并且是靜態(tài)的，這些枚舉的實例是單例的，不會回收，如果沒有注意銷毀的話，可能就存在內(nèi)存泄露的問題。另外，在編譯的時候，枚舉會產(chǎn)生常量，在調(diào)用的時候會增加額外的方法調(diào)用。這些都是不利性能的。因此，無論是對文件大小、方法調(diào)用、以及內(nèi)存使用上，枚舉都存在一定的弊端，我們使用的時候要注意這一塊的處理。

因此，建議使用intDef、stringDef來代替枚舉，typeDef既可以像Enum進行枚舉，但不會有Enum枚舉類存在的性能弊端，且方法的調(diào)用可以相對定義的靜態(tài)常量提高編譯限制。