Android 源码解析:单例模式-通过容器实现单例模式-懒加载方式
本文分析了 Android 系统服务通过容器实现单例，确保系统服务的全局唯一。
- 开发过 Android 的用户肯定都用过这句代码，主要作用是把布局文件 XML 加载到系统中，转换为 Android 的 View：
LayoutInflater layoutInflater = LayoutInflater.from(mContext);
- 通过以上代码可以拿到 layoutflater 的对象， 然后通过 layoutInflater 就可以把 xml 文件转换为 View 加载到 activity 中，然后操作布局了,那么这个对象是怎么拿到的呢，跟源码。
from()方法源码：
public static LayoutInflater from(Context context) {
LayoutInflater LayoutInflater =
(LayoutInflater) context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);
if (LayoutInflater == null) {
throw new AssertionError("LayoutInflater not found.");
}
return LayoutInflater;
}
- 可以看到调用了很常见的一句代码：
context.getSystemService(), 这句代码应该都用过，调用该方法，传入一个Context的常量，可以拿到相对于的Manager的对象 - 经常见到的常量：
- WINDOW_SERVICE: 获取 WindowManager 实例
- LAYOUT_INFLATER_SERVICE: 获取 LayoutInflater 实例
- ACTIVITY_SERVICE: 获取 ActivityManager 实例
- ALARM_SERVICE: 获取 AlarmManager 实例
- ...
- 跟进
Context类的这个方法，Context是个抽象类，该方法是个抽象方法，源码如下：
public abstract class Context {
...
public abstract Object getSystemService(@ServiceName @NonNull String name);
...
}
Context类的实现类是ContextImpl, 进入并查找这个方法，源码如下：
@Override
public Object getSystemService(String name) {
return SystemServiceRegistry.getSystemService(this, name);
}
- 可以看到进入到了
SystemServiceRegistry类，跟进看源码：
public static Object getSystemService(ContextImpl ctx, String name) {
ServiceFetcher<?> fetcher = SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.get(name);
return fetcher != null ? fetcher.getService(ctx) : null;
}
SYSTEM_SERVICE_FETCHERS是一个HashMap,key是String，value是ServiceFetcher<?>
private static final HashMap<String, ServiceFetcher<?>> SYSTEM_SERVICE_FETCHERS =
new HashMap<String, ServiceFetcher<?>>();
- ServiceFetcher<?> 是一个接口, 有一个方法，是获取 Service
static abstract interface ServiceFetcher<T> {
T getService(ContextImpl ctx);
}
- SystemServiceRegistry 源码
// 该类设计成 final 类，防止被继承了。
final class SystemServiceRegistry {
private final static String TAG = "SystemServiceRegistry";
// 注册的服务信息，存入到两个 HashMap 中。
// 两个 HashMap 都是设置为静态的，初始化以后不会再变化的。
private static final HashMap<Class<?>, String> SYSTEM_SERVICE_NAMES =
new HashMap<Class<?>, String>();
private static final HashMap<String, ServiceFetcher<?>> SYSTEM_SERVICE_FETCHERS =
new HashMap<String, ServiceFetcher<?>>();
private static int sServiceCacheSize;
// 私有构造方法
private SystemServiceRegistry() { }
// 静态代码块，第一次类加载的时候加载，且只加载一次，保证实例唯一
static {
registerService(Context.ACCESSIBILITY_SERVICE, AccessibilityManager.class,
new CachedServiceFetcher<AccessibilityManager>() {
// createService 该方法只会调用一次，在缓存数组中没有的情况下才会调用，剩下都是从缓存数组中获取的。
@Override
public AccessibilityManager createService(ContextImpl ctx) {
// 调用每个 Manager 的初始化方法
return AccessibilityManager.getInstance(ctx);
}});
registerService(Context.CAPTIONING_SERVICE, CaptioningManager.class,
new CachedServiceFetcher<CaptioningManager>() {
@Override
public CaptioningManager createService(ContextImpl ctx) {
return new CaptioningManager(ctx);
}});
registerService(Context.ACCOUNT_SERVICE, AccountManager.class,
new CachedServiceFetcher<AccountManager>() {
@Override
public AccountManager createService(ContextImpl ctx) {
IBinder b = ServiceManager.getService(Context.ACCOUNT_SERVICE);
IAccountManager service = IAccountManager.Stub.asInterface(b);
return new AccountManager(ctx, service);
}});
// 此处省略了N多的 registerService() 方法
...
}
/**
* 创建一个数组做缓存，把创建的 service 实例放入到该数组缓存起来
* 该方法在
*/
public static Object[] createServiceCache() {
return new Object[sServiceCacheSize];
}
/**
* 根据常量或者字符串获取指定服务
*/
public static Object getSystemService(ContextImpl ctx, String name) {
ServiceFetcher<?> fetcher = SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.get(name);
return fetcher != null ? fetcher.getService(ctx) : null;
}
/**
* 通过 service 类 获取指定系统服务的名称，（这个方法好像没有用过）
*/
public static String getSystemServiceName(Class<?> serviceClass) {
return SYSTEM_SERVICE_NAMES.get(serviceClass);
}
/**
* 在静态代码块中会调用到，添加 serviceName 和 serviceClass 到两个 HashMap 中。
*/
private static <T> void registerService(String serviceName, Class<T> serviceClass,
ServiceFetcher<T> serviceFetcher) {
SYSTEM_SERVICE_NAMES.put(serviceClass, serviceName);
SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.put(serviceName, serviceFetcher);
}
/**
* Base interface for classes that fetch services.
* These objects must only be created during static initialization.
*/
static abstract interface ServiceFetcher<T> {
T getService(ContextImpl ctx);
}
/**
* 带有缓存的获取 service 抽象类，只要需要加载 service 的时候才初* 始化，相当于实现了单例模式的懒加载方式
*/
static abstract class CachedServiceFetcher<T> implements ServiceFetcher<T> {
private final int mCacheIndex;
public CachedServiceFetcher() {
mCacheIndex = sServiceCacheSize++;
}
@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
public final T getService(ContextImpl ctx) {
//
final Object[] cache = ctx.mServiceCache;
synchronized (cache) {
// 查找缓存，没有缓存的话，调用 createService() 初始化一个相关的 service
Object service = cache[mCacheIndex];
if (service == null) {
service = createService(ctx);
cache[mCacheIndex] = service;
}
return (T)service;
}
}
// 实现类需要重写该方法，针对不同的 service 实现不同
public abstract T createService(ContextImpl ctx);
}
...
}
- 该类上来就是一个静态代码块，在该类加载的时候，初始化了这个代码块，代码块中调用了静态方法
registerService(), 把各个service类通过键值对的形式存储到两个HashMap中，用户使用的时候，通过key获取到HashMap中的ServiceFetcher, 然后调用 ServiceFetcher 的 getService() 方法获取到实例。该方法中，先从数组缓存中查找是否有实例，没有的话，调用 createService 方法，初始化该 service 类，并把该类实例放入到数组缓存中。下次用户再用的时候，会直接返回上次的唯一实例，实现了 Android 系统服务的单例模式。
思考
- 针对项目的底层服务，需要提供大量单例的，可以采用容器和缓存的方式实现单例模式懒加载方式。通过该方式对项目进行重构和优化。
直面挑战，躬身入局
