单例模式:用来创建独一无二的,只能有一个实例的对象的入场券。
一些对象,我们只需要一个:(线程池,缓存,对话框等等),事实上,这类对象只能有一个实例。如果制造多了了,会导致许多问题,如行为异常、资源使用过量。
全局变量的缺点,如果将对象赋值给一个全局变量,那么必须在程序一开始就创建好对象,万一这个对象非常消耗资源,而程序在这次的执行过程中又一直没用到它,就形成了浪费。
public class Singleton { private static Singleton uniInstance; public int ID; private Singleton(int id) { ID = id; } public static Singleton getInstance(int id) { if (uniInstance == null) { uniInstance = new Singleton(id); } return uniInstance; } } //----------------------Main------------------------ public class Main { public static void main(String[] args) { Singleton mSingleton,nSingleton; mSingleton = Singleton.getInstance(3); nSingleton = Singleton.getInstance(4); System.out.println(mSingleton.ID); System.err.println(nSingleton.ID); } }
打印出来的结果,都是3,说明mSingleton与nSingleton指向同一对象,保证了实例的唯一性。
请注意,如果不需要这个实例,它就永远不会产生。
上述为单例模式的经典实现,再看下单例模式的定义:
确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
把类设计成自己管理的一个单独实例,同时也避免其他类再自行产生实例。并且提供了这个实例的全局访问点:当你需要实例时,向类查询,它会返回单个实例。
需要注意的是,Singleton声明的实例对象必须是全局的。假设上述代码中的
Singleton mSingleton,nSingleton;
是分别放在不同线程中声明的,那么getInstance获得的实例就不符合单件模式规则了。
巧克力工厂:
/** * 这是一个巧克力锅炉控制器,锅炉做的事,就是把巧克力和牛奶融在一起, 然后送到下一个阶段,以制造成巧克力棒 */ public class ChocolateBoiler { private boolean empty;// 代码开始时,锅炉是空的 private boolean boiled; public ChocolateBoiler() { empty = true; boiled = false; } /** * 在锅炉内填入原料时,锅炉必须是空的。 一旦填入原料,就把empty和boiled标志设置好 */ public void fill() { if (isEmpty()) { empty = false; boiled = true; // 在锅炉内填满巧克力和牛奶的混合物 } } private boolean isEmpty() { return empty; } private boolean isBoiled() { return boiled; } /** * 锅炉排出时,必须是满的(不可以是空的)而且是煮过的。排出完毕后,把empty标志设回true */ public void drain() { if (!isEmpty() && isBoiled()) { // 排除煮沸的巧克力和牛奶 empty = true; } } /** * 煮混合物时,锅炉必须是满的,并且是没有煮过的,一旦煮沸后,就把boiled标志设为true */ public void boil() { if (!isEmpty() && !isBoiled()) { // 将炉内物煮沸 boiled = true; } } }
注意到了,如果同时存在两个以上ChocolateBoiler实例存在,可能会存在的问题:排除500升的为主费的混合物,或者锅炉已经满了还继续放原料,或者锅炉内还没放原料就开始空烧。修改下代码:
public class ChocolateBoiler { private boolean empty;// 代码开始时,锅炉是空的 private boolean boiled; private static ChocolateBoiler uniChocolateBoiler; private ChocolateBoiler() { // TODO Auto-generated constructor stub empty = true; boiled = false; } public static ChocolateBoiler getInstance() { if (uniChocolateBoiler == null) { uniChocolateBoiler = new ChocolateBoiler(); } return uniChocolateBoiler; } //后面代码省略 }
又遇到了麻烦,fill方法允许在加热的过程中继续假如原料,这可是会溢出五百升的原料。是多线程导致的问题。
处理多线程,只要把getInstance()变成同步(synchronized)方法:
class Singleton { private static Singleton uniqueInstance; private Singleton() { } public static synchronized Singleton getInstance() { if (uniqueInstance == null) { uniqueInstance = new Singleton(); } return uniqueInstance; } }
综述
1.单件模式确保程序中一个类最多只有一个实例
2.单件模式也提供访问这个实例的全局点
3.在java中实现单件模式需要
(1)私有构造器
(2)一个静态方法
(3)一个静态变量
4.确定在性能和资源上的限制,然后小心地选择适当的方案来实现单件,以解决多线程的问题
由于最近一直在学习Golang,所以之后学习的设计模式如果没有涉及到Java特有的语言特性,学习笔记中的源码将由Golang来完成