设计线程安全的单例模式，支持延迟初始化并避免Android内存泄漏 -

题目

设计线程安全的单例模式，支持延迟初始化并避免Android内存泄漏

信息

类型：问答
难度：⭐⭐⭐

考点

单例模式实现,线程安全,延迟初始化,内存泄漏预防,Kotlin语言特性

快速回答

实现要点：

使用双重检查锁定（Double-Checked Locking）结合@Volatile和synchronized
通过Application Context避免内存泄漏
Kotlin特性：by lazy委托的线程安全模式选择
防止反射/序列化破坏单例

## 解析

原理说明

在Android中实现线程安全的延迟初始化单例需解决：1) 多线程环境下的初始化竞争 2) 避免持有Activity Context导致内存泄漏 3) 防止反射/序列化破坏单例结构。Kotlin的object是饿汉式单例，不满足延迟初始化需求。

代码示例

class SafeSingleton private constructor(context: Context) {
    // 持有Application Context
    val appContext = context.applicationContext

    companion object {
        @Volatile private var instance: SafeSingleton? = null

        fun getInstance(context: Context): SafeSingleton {
            return instance ?: synchronized(this) {
                instance ?: SafeSingleton(context).also {
                    instance = it
                }
            }
        }
    }

    // 防止反射破坏
    private fun readResolve(): Any = instance!!
}

// 使用by lazy的替代方案
class LazySingleton private constructor(context: Context) {
    companion object {
        private var instance: LazySingleton? = null

        fun getInstance(context: Context): LazySingleton =
            instance ?: synchronized(this) {
                instance ?: LazySingleton(context.applicationContext).also { instance = it }
            }
    }
}

// 使用LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED
val safeSingleton by lazy(LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED) {
    SingletonHolder(context)
}

最佳实践

Context处理：始终使用context.applicationContext，避免持有Activity引用
线程安全：双重检查锁定中@Volatile确保可见性，synchronized保证原子性
Kotlin优化：by lazy选择LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED模式
防破坏：添加private fun readResolve()防止序列化破坏单例

常见错误

错误1：直接使用object声明（饿汉式初始化）

object LeakySingleton {
    lateinit var context: Context // 可能持有Activity引用
}

错误2：缺少@Volatile导致指令重排序

// 错误示例：非原子操作可能导致多次初始化
if (instance == null) { // 线程A通过检查
    synchronized(this) {
        instance = SafeSingleton() // 线程B可能已修改
    }
}

错误3：使用by lazy默认模式初始化耗时操作阻塞UI线程

扩展知识

DCL原理：@Volatile禁止JVM指令重排序，保证instance写入发生在构造函数完全执行后
内存泄漏检测：使用LeakCanary监控单例生命周期
Kotlin委托：by lazy的三种模式：
- SYNCHRONIZED：线程安全（默认）
- PUBLICATION：允许多线程初始化但只返回第一个结果
- NONE：非线程安全
现代替代方案：使用Hilt依赖注入管理单例生命周期