在Android中实现线程安全且内存安全的Kotlin单例，支持延迟初始化与配置变化恢复 -

题目

在Android中实现线程安全且内存安全的Kotlin单例，支持延迟初始化与配置变化恢复

信息

类型：问答
难度：⭐⭐⭐

考点

单例模式实现,线程安全,内存泄漏预防,配置变化处理,Kotlin特性应用

快速回答

实现要点：

使用by lazy或companion object实现延迟初始化
结合@Volatile和双重检查锁定保证线程安全
通过Application上下文避免内存泄漏
处理配置变化时的实例重建问题
利用LazyThreadSafetyMode优化性能

## 解析

核心需求与挑战

在Android中实现单例需解决：1) 线程安全初始化 2) 避免持有Activity上下文导致内存泄漏 3) 配置变化（如屏幕旋转）时的行为一致性。

基础实现方案

class Singleton private constructor(context: Context) {
    companion object {
        @Volatile private var instance: Singleton? = null

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

    // 使用Application Context
    private val appContext = context.applicationContext

    // 示例资源
    private val resources = appContext.resources
}

关键优化点

线程安全：双重检查锁定（DCL）配合@Volatile确保单例创建原子性
内存安全：存储applicationContext而非Activity上下文
延迟初始化：首次调用getInstance()时创建实例

使用Lazy的高级实现

class Singleton private constructor(context: Context) {
    companion object {
        private val lock = Any()

        val instance: Singleton by lazy(LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED) {
            // 需从外部传入Context，通常通过init函数
            error("Context must be initialized first")
        }

        // 初始化入口
        fun init(context: Context) {
            synchronized(lock) {
                if (instance != null) return
                instance = Singleton(context.applicationContext)
            }
        }
    }
}

配置变化处理方案

问题：屏幕旋转导致Activity重建时可能重复初始化

解决方案：

在Application类中初始化单例
使用ViewModel保存实例（结合Dagger/Hilt依赖注入更佳）

添加重建标志位：

private var initialized = false

fun init(context: Context) {
    if (initialized) return
    synchronized(lock) {
        if (!initialized) {
            instance = Singleton(context.applicationContext)
            initialized = true
        }
    }
}

最佳实践

上下文管理：始终使用applicationContext
依赖注入：通过Dagger/Hilt管理单例生命周期
异常处理：添加init状态检查避免未初始化调用
性能优化：LazyThreadSafetyMode.PUBLICATION允许多线程初始化（当初始化成本低时）

常见错误

内存泄漏：存储Activity上下文 → 解决方案：

// 错误示例
class Singleton(private val activity: Activity) 

// 正确做法
private val appContext: Context = context.applicationContext

空指针异常：未初始化就调用 → 添加状态检查：

fun getData(): String {
    check(initialized) { "Singleton not initialized!" }
    // ...
}

线程竞争：未使用同步机制 → 使用synchronized或原子引用

扩展知识

Kotlin对象声明：object Singleton天然线程安全但无法延迟初始化
Dagger作用域：@Singleton注解配合Component实现容器管理
ViewModel+LiveData：替代单例实现配置无关的数据持有
性能对比：by lazy vs 双重检查锁定（DCL在多次访问时性能更优）