Java模式設計之單例模式（四）

2019-11-18 13:50:38

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　　不完全的單例類

　　什么是不完全的單例類

　　估計有些讀者見過下面這樣的“不完全”的單例類。

　　代碼清單10：“不完全”單例類

package com.javapatterns.singleton.demos;
public class LazySingleton
{
PRivate static LazySingleton
m_instance = null;
/**
* 公開的構造子，外界可以直接實例化
*/
public LazySingleton() { }
/**
* 靜態工廠方法
* @return 返還LazySingleton 類的惟一實例
*/
synchronized public static
LazySingleton getInstance()
{
if (m_instance == null)
{
m_instance = new LazySingleton();
}
return m_instance;
}
}
　　上面的代碼乍看起來是一個“懶漢”式單例類，仔細一看，發現有一個公開的構造子。由于外界可以使用構造子創建出任意多個此類的實例，這違反了單例類只能有一個（或有限個）實例的特性，因此這個類不是完全的單例類。這種情況有時會出現，比如javax.swing.TimerQueue 便是一例，關于這個類，請參見《Java與模式》一書中的“觀察者模式與Swing 定時器” 一章。

　　造成這種情況出現的原因有以下幾種可能：

　?。?）初學者的錯誤。許多初學者沒有熟悉到單例類的構造子不能是公開的，因此犯下這個錯誤。有些初學Java 語言的學員甚至不知道一個Java 類的構造子可以不是公開的。在這種情況下，設計師可能會通過自我約束，也就是說不去調用構造子的辦法，將這個不完全的單例類在使用中作為一個單例類使用。

　　在這種情況下，一個簡單的矯正辦法，就是將公開的構造子改為私有的構造子。

　?。?）當初出于考慮不周，將一個類設計成為單例類，后來發現此類應當有多于一個的實例。為了彌補錯誤，干脆將構造子改為公開的，以便在需要多于一個的實例時，可以隨時調用構造子創建新的實例。要糾正這種情況較為困難，必須根據具體情況做出改進的決定。假如一個類在最初被設計成為單例類，但后來發現實際上此類應當有有限多個實例，這時候應當考慮是否將單例類改為多例類（Multiton）。

　?。?）設計師的Java 知識很好，而且也知道單例模式的正確使用方法，但是還是有意使用這種不完全的單例模式，因為他意在使用一種“改良”的單例模式。這時候，除去共有的構造子不符合單例模式的要求之外，這個類必須是很好的單例模式。

　　默認實例模式

　　有些設計師將這種不完全的單例模式叫做“默認實例模式”（Default Instance Pattern）。在所謂的“ 默認實例模式”里面，一個類提供靜態的方法，如同單例模式一樣，同時又提供一個公開的構造子，如同普通的類一樣。

　　這樣做的惟一好處是，這種模式答應客戶端選擇如何將類實例化：創建新的自己獨有的實例，或者使用共享的實例。這樣一來，由于沒有任何的強制性措施，客戶端的選擇不一定是合理的選擇。其結果是設計師往往不會花費時間在如何提供最好的選擇上，而是不恰當地將這種選擇交給客戶端的程序員，這樣必然會導致不理想的設計和欠考慮的實現。

　　本文建議讀者不要這樣做。 相關模式

　　有一些模式可以使用單例模式，如抽象工廠模式可以使用單例模式，將具體工廠類設計成單例類；建造模式可以使用單例模式，將具體建造類設計成單例類。

　　多例（Multiton）模式

　　正如同本章所說的，單例模式的精神可以推廣到多于一個實例的情況。這時候這種類叫做多例類，這種模式叫做多例模式。單例類（左）和多例類（右）的類圖如下所示。

Java模式設計之單例模式（四）（圖一）

　　關于多例模式，請見《Java與模式》一書中的“專題：多例（Multiton）模式與多語言支持”一章。

　　簡單工廠（Simple Factory）模式

　　單例模式使用了簡單工廠模式（又稱為靜態工廠方法模式）來提供自己的實例。在上面ConfigManager 例子的代碼中，靜態工廠方法getInstance() 就是靜態工廠方法。在java.awt.Toolkit 類中，getDefaultToolkit() 方法就是靜態工廠方法。簡單工廠模式的簡略類圖如下所示。

Java模式設計之單例模式（四）（圖二）

　　本章討論了單例模式的結構和實現方法。

　　單例模式是一個看上去很簡單的模式，很多設計師最先學會的往往是單例模式。然而，隨著Java 系統日益變得復雜化和分散化，單例模式的使用變得比過去困難。本書提醒讀者在分散式的Java 系統中使用單例模式時，盡量不要使用有狀態的。

　　問答題

　　1. 為什么不使用一個靜態的“全程”原始變量，而要建一個類？一個靜態的原始變量當然只能有一個值，自然而然不就是“單例”的嗎？

　　2. 舉例說明如何調用EagerSingleton 類。

　　3. 舉例說明如何調用RegSingleton 類和RegSingletonChild 類。

　　4. 請問java.lang.Math 類和java.lang.StrictMath 類是否是單例模式？

　　5. 我們公司只購買了一個JDBC 驅動軟件的單用戶使用許可，可否使用單例模式治理通過JDBC 驅動軟件連接的數據庫？

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