kotlin object关键字单例模式实现示例详解
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object 关键字有三种不同的语义：匿名内部类、伴生对象、单例模式。因为 Kotlin 的设计者认为，这三种语义本质上都是在定义一个类的同时还创建了对象。在这样的情况下，与其分别定义三种不同的关键字，还不如将它们统一成 object 关键字。
一、 匿名内部类
Android中用java写View的点击事件:
findViewById(R.id.tv).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
//do something
}
});
在 Kotlin 当中，我们会使用 object 关键字来创建匿名内部类。同样，在它的内部，我们也必须要实现它内部未实现的方法。这种方式不仅可以用于创建接口的匿名内部类，也可以创建抽象类的匿名内部类：
findViewById<TextView>(R.id.tv).setOnClickListener(object : View.OnClickListener {
override fun onClick(v: View?) {
//do something
}
})
//上面的代码可以用SAM转换简化,IDE会提示
Java 和 Kotlin 相同的地方就在于，它们的接口与抽象类，都不能直接创建实例。想要创建接口和抽象类的实例，我们必须通过匿名内部类的方式。
在 Kotlin 中，匿名内部类还有一个特殊之处，就是我们在使用 object 定义匿名内部类的时候，其实还可以在继承一个抽象类的同时，来实现多个接口：
//抽象类和抽象方法
abstract class Person{
abstract fun isAdult()
}
//接口
interface AListener {
fun getA()
}
//接口
interface BListener {
fun getB()
}
//继承一个抽象类的同时，来实现多个接口
private val item = object :Person(),AListener,BListener{
override fun isAdult() {
//do something
}
override fun getA() {
//do something
}
override fun getB() {
//do something
}
}
在日常的开发工作当中，我们有时会遇到这种情况：我们需要继承某个类，同时还要实现某些接口，为了达到这个目的，我们不得不定义一个内部类，然后给它取个名字。但这样的类，往往只会被用一次就再也没有其他作用了。所以针对这种情况，使用 object 的这种语法就正好合适。我们既不用再定义内部类，也不用想着该怎么给这个类取名字，因为用过一次后就不用再管了。
引申：可以把函数当做参数简化定义接口的操作。以前写java时应该都写过很多如下的接口回调：
class DownloadFile {
//携带token下载文件
fun downloadFile(token:String) {
val filePath = ""
listener?.onSuccess(filePath)
}
//定义成员变量
private var listener: OnDownloadResultListener? = null
//写set方法
fun setOnDownloadResultListener(listener: OnDownloadResultListener){
this.listener = listener
}
//定义接口
interface OnDownloadResultListener {
fun onSuccess(filePath:String)
}
}
通过函数当做参数就不需要定义接口了：
class DownloadFile {
private var onSuccess: ((String?) -> Unit)? = null
fun downloadFile(token:String) {
val filePath = ""
onSuccess?.invoke(filePath)
}
fun setOnDownloadResultListener(method:((String?) -> Unit)? = null){
this.onSuccess = method
}
}
//调用
DownloadFile().downloadFile("")
DownloadFile().setOnDownloadResultListener { filePath ->
print("$filePath")
}
二、单例模式
在 Kotlin 当中，要实现单例模式其实非常简单，我们直接用 object 修饰类即可：
object StringUtils {
fun getLength(text: String?): Int = text?.length ?: 0
}
//反编译
public final class StringUtils {
@NotNull
public static final StringUtils INSTANCE; //静态单例对象
public final int getLength(@Nullable String text) {
return text != null ? text.length() : 0;
}
private StringUtils() {
}
static { //静态代码块
StringUtils var0 = new StringUtils();
INSTANCE = var0;
}
}
这种方式定义的单例模式，虽然简洁，但存在两个缺点：
1、不支持懒加载。
2、不支持传参构造单例。写构造方法会报错，会提示object修饰的类不允许有构造方法。
三、伴生对象
1、深入分析伴生对象
Kotlin 当中没有 static 关键字，所以我们没有办法直接定义静态方法和静态变量。不过，Kotlin 还是为我们提供了伴生对象，来帮助实现静态方法和变量。
我们先来看看 object 定义单例的一种特殊情况，看看它是如何演变成“伴生对象”的：
class User() {
object InnerClass {
fun foo() {}
}
}
用object修饰嵌套类，看下反编译的结果：
public final class User {
//object修饰的内部类为静态内部类
public static final class Inner {
@NotNull
public static final User.Inner INSTANCE; //静态单例对象
public final void foo() {
}
private Inner() {
}
//通过static静态代码块创建了单例对象
static {
User.Inner var0 = new User.Inner();
INSTANCE = var0;
}
}
}
调用的时候的代码
User.InnerClass.foo()
可以看到foo方法并不是静态方法，那加上@JvmStatic这个注解试试：
class User() {
object InnerClass {
@JvmStatic
fun foo() {}
}
}
//反编译结果
public final class User {
public static final class InnerClass {
@NotNull
public static final User.InnerClass INSTANCE;
@JvmStatic
public static final void foo() { //foo方法变成了静态方法
}
private InnerClass() {
}
static {
User.InnerClass var0 = new User.InnerClass();
INSTANCE = var0;
}
}
}
foo方法变成了一个静态方法，但是在使用的时候还是要User.InnerClass.foo()，而User类中的静态方法应该是直接User.foo()调用才对，这还是不符合定义静态方法的初衷。那在 Kotlin 如何实现这样的静态方法呢？我们只需要在前面例子当中的 object 关键字前面，加一个 companion 关键字即可。
①不加@JvmStatic注解
//假如不加@JvmStatic注解
class User() {
companion object InnerClass {
fun foo() {}
}
}
//反编译
public final class User {
@NotNull
public static final User.InnerClass InnerClass = new User.InnerClass((DefaultConstructorMarker)null);
public static final class InnerClass {
public final void foo() {
}
private InnerClass() {
}
// $FF: synthetic method
public InnerClass(DefaultConstructorMarker $constructor_marker) {
this();
}
}
}
//调用
User.foo()
//反编译调用的代码
User.InnerClass.foo();
如果不加上@JvmStatic注解调用的时候只是省略了前面的单例对象InnerClass，foo仍然不是User的静态方法。
②加@JvmStatic注解
//假如加@JvmStatic注解
class User() {
companion object InnerClass {
@JvmStatic
fun foo() {}
}
}
//反编译
public final class User {
@NotNull
public static final User.InnerClass InnerClass = new User.InnerClass((DefaultConstructorMarker)null);
@JvmStatic
public static final void foo() { //多生成了一个foo方法，但其实还是调用的下面的foo方法
InnerClass.foo();
}
public static final class InnerClass {
@JvmStatic
public final void foo() { //实际的foo方法
}
private InnerClass() {
}
// $FF: synthetic method
public InnerClass(DefaultConstructorMarker $constructor_marker) {
this();
}
}
}
可以看到这个时候多生成了一个静态的foo方法，可以通过User.foo()真正去调用了，而不是省略掉了InnerClass单例对象(把InnerClass对象放在了静态方法的实现中)。
那又有问题来了，上面二种方式应该如何选择，哪种情况下哪个好，什么时候该加注解什么时候不该加注解？
解析：1、用companion修饰的对象会创建一个Companion的实例：
class User {
companion object {
fun foo() {}
}
}
//反编译
public final class User {
@NotNull
public static final User.Companion Companion = new User.Companion((DefaultConstructorMarker)null);
public static final class Companion {
public final void foo() {
}
private Companion() {
}
// $FF: synthetic method
public Companion(DefaultConstructorMarker $constructor_marker) {
this();
}
}
}
//java中调用
User.Companion.foo();
如果不加@JvmStatic，java调用kotlin代码会多创建这个Companion实例，会多一部分内存开销，所以如果这个静态方法java需要调用，那务必要把@JvmStatic加上。
2、多创建一个静态foo方法会不会多内存开销? 答案是不会，因为这个静态的foo方法调用的也是Companion中的方法foo方法，所以不会有多的内存开销。
2、用伴生对象实现工厂模式
所谓的工厂模式，就是指当我们想要统一管理一个类的创建时，我们可以将这个类的构造函数声明成 private，然后用工厂模式来暴露一个统一的方法，以供外部使用。Kotlin 的伴生对象非常符合这样的使用场景：
// 私有的构造函数，外部无法调用
class User private constructor(name: String) {
companion object {
@JvmStatic
fun create(name: String): User? {
// 统一检查，比如敏感词过滤
return User(name)
}
}
}
3、用伴生对象实现单例模式
(1)、借助懒加载委托
class MainActivity : AppCompatActivity() {
//借助懒加载委托实现单例
private val people by lazy { People("张三", 18) }
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.activity_main)
}
}
//反编译后
public final class MainActivity extends AppCompatActivity {
private final Lazy people$delegate;
private final People getPeople() {
Lazy var1 = this.people$delegate;
Object var3 = null;
return (People)var1.getValue();
}
protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
this.setContentView(1300000);
}
public MainActivity() { //构造方法
this.people$delegate = LazyKt.lazy((Function0)null.INSTANCE); //lazy方法有线程安全的实现
}
}
在MainActivity的构造方法中通过LazyKt.lazy获取类的代理对象，看下LazyKt.lazy的源码实现：
/**
* Creates a new instance of the [Lazy] that uses the specified initialization function [initializer]
* and the default thread-safety mode [LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED]. //线程安全模式
*
* If the initialization of a value throws an exception, it will attempt to reinitialize the value at next access.
*
* Note that the returned instance uses itself to synchronize on. Do not synchronize from external code on
* the returned instance as it may cause accidental deadlock. Also this behavior can be changed in the future.
*/
public actual fun <T> lazy(initializer: () -> T): Lazy<T> = SynchronizedLazyImpl(initializer)
/**
* Creates a new instance of the [Lazy] that uses the specified initialization function [initializer]
* and thread-safety [mode].
*
* If the initialization of a value throws an exception, it will attempt to reinitialize the value at next access.
*
* Note that when the [LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED] mode is specified the returned instance uses itself
* to synchronize on. Do not synchronize from external code on the returned instance as it may cause accidental deadlock.
* Also this behavior can be changed in the future.
*/
public actual fun <T> lazy(mode: LazyThreadSafetyMode, initializer: () -> T): Lazy<T> =
when (mode) {
LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED -> SynchronizedLazyImpl(initializer)
LazyThreadSafetyMode.PUBLICATION -> SafePublicationLazyImpl(initializer)
LazyThreadSafetyMode.NONE -> UnsafeLazyImpl(initializer)
}
(2)、伴生对象 Double Check
class UserManager private constructor(name: String) {
companion object {
@Volatile
private var INSTANCE: UserManager? = null
fun getInstance(name: String): UserManager =
// 第一次判空
INSTANCE?: synchronized(this) {
// 第二次判空
INSTANCE?:UserManager(name).also { INSTANCE = it }
}
}
}
// 使用
UserManager.getInstance("Tom")
我们定义了一个伴生对象，然后在它的内部，定义了一个 INSTANCE，它是 private的，这样就保证了它无法直接被外部访问。同时它还被注解“@Volatile”修饰了，这可以保证INSTANCE的可见性，而getInstance()方法当中的synchronized，保证了INSTANCE的原子性。因此，这种方案还是线程安全的。
同时，我们也能注意到，初始化情况下，INSTANCE 是等于 null 的。这也就意味着，只有在getInstance() 方法被使用的情况下，我们才会真正去加载用户数据。这样，我们就实现了整个UserManager的懒加载，而不是它内部的某个参数的懒加载。
另外，由于我们可以在调用getInstance(name) 方法的时候传入初始化参数，因此，这种方案也是支持传参的。
单例模式最多的写法，注意如果参数是上下文，不能传递Activity或Fragment的上下文，不然会有内存泄漏。（单例的内存泄漏）
(3)、抽象类模板
如果有多个类似于上面的单例，那么就会有很多重复代码，于是尝试抽象成模板代码：
//要实现单例类，就只需要继承这个 BaseSingleton 即可
//P为参数,T为返回值
abstract class BaseSingleton<in P, out T> {
@Volatile
private var instance: T? = null
//抽象方法，需要我们在具体的单例子类当中实现此方法
protected abstract fun creator(param: P): T
fun getInstance(param: P): T =
instance ?: synchronized(this) {
instance ?: creator(param).also { instance = it }
}
}
通过伴生对象实现抽象类，并给出具体实现
//构建UploadFileManager对象需要一个带参数的构造方法
class UploadFileManager(val param: String) {
//伴生对象实现BaseSingleton抽象类
companion object : BaseSingleton<String, UploadFileManager>() {
//重写方法并给出具体实现
override fun creator(param: String): UploadFileManager {
return UploadFileManager(param)
}
}
fun foo(){
print("foo")
}
}
//调用
UploadFileManager.getInstance("张三").foo()
因为构造方法的限制这种封装也有一定的局限性。
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