1. 什么是单例类？
单例类是一种设计模式，用于限制类只能被实例化一次。换句话说，单例类在整个应用生命周期中只能存在一个实例。任何后续尝试创建实例的操作都会返回最初创建的那个实例。
使用单例的场景通常包括数据库连接、配置管理器、日志服务等。通过限制类只能被实例化一次，可以确保应用状态的一致性，避免多个实例之间可能产生的冲突。
2. Kotlin 中如何实现单例类？
Kotlin 提供了多种方式来实现单例类，下面我们将逐一介绍这些实现方式，并给出对应的代码示例和说明。
2.1. 使用 Companion Object
在 Kotlin 中，可以通过 companion object 来实现单例。companion object 是类的伴生对象，常用于存放静态成员和方法。
以下是一个线程安全的单例实现：
class Singleton private constructor() {
companion object {
@Volatile
private var instance: Singleton? = null
fun getInstance() =
instance ?: synchronized(this) {
instance ?: Singleton().also { instance = it }
}
}
fun doSomething() = "Doing something"
}
获取实例的方式如下：
val instance = Singleton.getInstance()
✅ 优点：线程安全
❌ 缺点：实现略复杂
2.2. 饿汉式（Eager Initialization）
使用 object 关键字可以快速声明一个单例类，这是 Kotlin 特有的方式，属于饿汉式实现，即在类加载时就完成初始化。
object Singleton {
fun doSomething() = "Doing something"
}
调用方式非常简洁：
val instance = Singleton
✅ 优点：写法简单，线程安全
❌ 缺点：无法延迟加载
2.3. 懒加载（Lazy Initialization）
使用 lazy 委托可以实现懒加载的单例，即在第一次访问时才初始化实例。
class Singleton private constructor() {
companion object {
val instance: Singleton by lazy {
Singleton()
}
}
fun doSomething() = "Doing something"
}
调用方式如下：
val instance = Singleton.instance
⚠️ 注意：这种方式默认不是线程安全的，如需线程安全，需配合锁机制。
2.4. 双重检查锁定（Double-Checked Locking）
双重检查锁定是一种优化的线程安全实现方式，避免每次调用都加锁，只在必要时才同步。
class Singleton private constructor() {
companion object {
@Volatile
private var instance: Singleton? = null
fun getInstance(): Singleton {
if (instance == null) {
synchronized(this) {
if (instance == null) {
instance = Singleton()
}
}
}
return instance!!
}
}
fun doSomething() = "Doing something"
}
调用方式如下：
val instance = Singleton.getInstance()
✅ 优点：线程安全，性能较好
❌ 缺点：实现稍复杂
2.5. 使用枚举（Enum）
使用枚举也可以实现单例，并且默认就是线程安全的，实现也非常简单。
enum class Singleton {
INSTANCE;
fun doSomething() = "Doing something"
}
调用方式如下：
val instance = Singleton.INSTANCE
✅ 优点：线程安全，防止反射攻击
❌ 缺点：可扩展性较差
3. 单例类的优缺点
3.1. 优点
- ✅ 唯一实例：确保类在整个应用中只有一个实例，便于状态管理。
- ✅ 易于访问：可以通过静态方法快速获取实例，方便调用。
- ✅ 提升性能：避免重复创建对象，节省内存和初始化时间。
- ✅ 状态一致性：全局唯一实例有助于保持状态一致，减少错误。
3.2. 缺点
- ❌ 难以测试：全局状态容易造成测试用例之间相互干扰。
- ❌ 隐藏依赖：单例的使用可能掩盖类之间的依赖关系。
- ❌ 耦合度高：过度使用会导致模块之间耦合度高，影响可维护性。
4. 总结
在 Kotlin 中，实现单例类的方式有多种，各有优劣。以下是一些常见方式的对比：
| 实现方式 | 是否线程安全 | 是否延迟加载 | 是否推荐使用 |
|---|---|---|---|
companion object + synchronized |
✅ | ❌ | ✅ |
object 关键字 |
✅ | ❌ | ✅ |
lazy 委托 |
❌（需手动处理） | ✅ | ✅ |
| 双重检查锁定 | ✅ | ✅ | ✅ |
| 枚举 | ✅ | ❌ | ✅ |
选择哪种方式取决于具体场景和需求。如果是简单场景，推荐使用 object 或 enum；如果需要延迟加载或更复杂的控制，可以选择 lazy 或双重检查锁定。
✅ 推荐实践：
- 对于大多数业务场景，优先使用
object，简洁且线程安全。- 需要延迟加载时，使用
lazy或双重检查锁定。- 需要防范反射攻击时，考虑使用枚举。
完整示例代码可在 GitHub 上找到。