Antwort.

Kotlin erweitert das klassische Konzept des Singletons durch das Schlüsselwort object. Damit werden folgende Muster implementiert:

• Objekt-Deklaration (object declaration) - erstellt eine einzige Instanz für die gesamte Anwendung (object Logger { ... }).
• Objekt-Ausdruck (object expression) - erstellt ein anonymes Objekt direkt an der Stelle der Verwendung, z.B. zur Implementierung von Schnittstellen oder Ereignis-Handlern.
• Begleitobjekte (companion object) - ermöglichen die Deklaration statischer Mitglieder in einer Klasse.

Beispiel eines Singleton-Objekts:

object DatabaseManager {
   fun connect() { /*...*/ }
}
DatabaseManager.connect()

Objekt-Ausdruck:

val listener = object : MouseAdapter() {
    override fun mouseClicked(e: MouseEvent) { /*...*/ }
}

Begleitobjekt:

class User {
    companion object Factory {
        fun create(name: String) = User()
    }
}
val user = User.create("Ivan")

Nuancen:

• Begleitobjekte sind auf Bytecode-Ebene als statische Felder sichtbar.
• Begleitobjekte können Schnittstellen implementieren.
• Der Objekt-Ausdruck ist kein Singleton und wird jedes Mal bei Zugriff neu erstellt.
• Die Objekt-Deklaration wird lazy initialisiert, beim ersten Zugriff.

Fangfrage.

Was ist der Unterschied zwischen companion object und object declaration? Sind alle ihre Mitglieder als statisch zugänglich?

Antwort:

• object declaration - globaler Singleton, Mitglied einer Klasse, Schnittstelle oder äußeren Ebene.
• companion object - eine besondere Art der Object Declaration innerhalb einer Klasse, deren Mitglieder als ob sie statisch sind (über den Klassennamen) aufgerufen werden können. Im Gegensatz zu Java sind sie jedoch tatsächlich Felder des Singleton-Objekts.

Beispiel für den Unterschied:

class A {
    companion object {
        fun foo() {}
    }
    object NestedObj {
        fun bar() {}
    }
}
A.foo() // OK
A.NestedObj.bar() // OK, aber das ist keine statische Methode

Beispiele für reale Fehler aufgrund mangelnden Wissens über die Feinheiten des Themas.

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Geschichte

Ein Entwickler definierte einen veränderbaren Zustand innerhalb einer Object Declaration und begann, ihn aus verschiedenen Threads ohne Synchronisierung zu verwenden, ohne zu beachten, dass Singleton-Objekte im gesamten Programm geteilt werden und zu einem Race Condition führen können.

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Geschichte

Bei der Deklaration eines Objekts anstelle eines companion object innerhalb einer Klasse war die Verwendung statischer Methoden erforderlich, aber sie mussten über die Instanz aufgerufen werden, was die Lesbarkeit verschlechterte und zu Fehlern bei der Migration von Java führte.

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Geschichte

Im UI-Code erstellte der Programmierer jedes Mal ein neues Objekt über einen Objekt-Ausdruck für den Ereignis-Handler. Er nahm fälschlicherweise an, dass es sich um einen Singleton handelte und der Zustand erhalten bleibt; in der Folge traten Speicherlecks auf, aufgrund falscher Handhabung des Lebenszyklus.