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作为对象的创建模式[GOF95], 单例模式确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。这个类称为单例类。 显然单例模式的要点有三个;一是类只能有一个实例;二是它必须自行创建这个实例(因此单例对象持有对自己的引用);三是它必须自行向整个系统提供这个实例。 常见的应用有windows的回收站和资源管理器. //代码引用阎宏博士的《Java与模式》一书 代码清单1:饿汉式单例类
public class EagerSingleton { private static final EagerSingleton m_instance = new EagerSingleton(); /** * 私有的默认构造子 */ private EagerSingleton() { } /** * 静态工厂方法 */ public static EagerSingleton getInstance() {
·224·Java 与模式 return m_instance; } }
代码清单2:懒汉式单例类
package com.javapatterns.singleton.demos; public class LazySingleton { private static LazySingleton m_instance = null; /** * 私有的默认构造子,保证外界无法直接实例化 */ private LazySingleton() { } /** * 静态工厂方法,返还此类的惟一实例 */ synchronized public static LazySingleton getInstance() { if (m_instance == null) { m_instance = new LazySingleton(); } return m_instance; } }
//由于,"双重检查成例"不可以在Java 语言中使用,懒汉式单例类,在实例化时, 必须处理好在多个线程同时首次引用此类时的访问限制问题,特别是当单例类作为资源控制器,在实例化时必然涉及资源初始化,而资源初始化很有可能耗费时间。 //饿汉式单例类可以在Java 语言内实现, 但不易在C++ 内实现,因为静态初始化在C++ 里没有固定的顺序,因而静态的m_instance 变量的初始化与类的加载顺序没有保证,可能会出问题。
参考学习: 登记式单例类
登记式单例类是GoF 为了克服饿汉式单例类及懒汉式单例类均不可继承的缺点而设计的。本书把他们的例子翻译为Java 语言,并将它自己实例化的方式从懒汉式改为饿汉式。只是它的子类实例化的方式只能是懒汉式的, 这是无法改变的。如下图所示是登记式单例类的一个例子,图中的关系线表明,此类已将自己实例化。
代码清单3:登记式单例类
import java.util.HashMap; public class RegSingleton { static private HashMap m_registry = new HashMap(); static { RegSingleton x = new RegSingleton(); m_registry.put( x.getClass().getName() , x); } /** * 保护的默认构造子 */ protected RegSingleton() {} /** * 静态工厂方法,返还此类惟一的实例 */ static public RegSingleton getInstance(String name) { if (name == null) { name = "com.javapatterns.singleton.demos.RegSingleton"; } if (m_registry.get(name) == null) { try { m_registry.put( name, Class.forName(name).newInstance() ) ; } catch(Exception e) { System.out.println("Error happened."); } } return (RegSingleton) (m_registry.get(name) ); } /** * 一个示意性的商业方法 */ public String about() { return "Hello, I am RegSingleton."; } } |
它的子类RegSingletonChild 需要父类的帮助才能实例化。下图所示是登记式单例类子类的一个例子。图中的关系表明,此类是由父类将子类实例化的。
下面是子类的源代码。
代码清单4:登记式单例类的子类
import java.util.HashMap; public class RegSingletonChild extends RegSingleton { public RegSingletonChild() {} /** * 静态工厂方法 */ static public RegSingletonChild getInstance() { return (RegSingletonChild) RegSingleton.getInstance( "com.javapatterns.singleton.demos.RegSingletonChild" ); } /** * 一个示意性的商业方法 */ public String about() { return "Hello, I am RegSingletonChild."; } } |
在GoF 原始的例子中,并没有getInstance() 方法,这样得到子类必须调用的getInstance(String name)方法并传入子类的名字,因此很不方便。本章在登记式单例类子类的例子里,加入了getInstance() 方法,这样做的好处是RegSingletonChild 可以通过这个方法,返还自已的实例。而这样做的缺点是,由于数据类型不同,无法在RegSingleton 提供这样一个方法。由于子类必须允许父类以构造子调用产生实例,因此,它的构造子必须是公开的。这样一来,就等于允许了以这样方式产生实例而不在父类的登记中。这是登记式单例类的一个缺点。
GoF 曾指出,由于父类的实例必须存在才可能有子类的实例,这在有些情况下是一个浪费。这是登记式单例类的另一个缺点。
C#实现单例和多例模式:
一个单例类的实现如下所示:其中构造子私有表示子类不能被继承。
public class Singleton
{
private static Singleton m_instance = null;
private Singleton()
{
}
public static Singleton getInstance()
{
if(m_instance==null)
{
m_instance=new Singleton();
}
return m_instance;
}
}
一个多例类的实现如下所示:其中构造子私有表示子类不能被继承。
public class Multiton {
private static Multiton instance1=null;
private static Multiton instance2=null;
private Multiton()
{
}
public static Multiton getInstance(int whichOne)
{
if(whichOne==1)
{
if(instance1==null)
{
instance1=new Multiton ();
}
return instance1;
}
else
{
if(instance2==null)
{
instance2=new Multiton ();
}
return instance2;
}
}
}
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