Singleton 模式 在 Java 中的應(yīng)用

cinc

[這個(gè)貼子最后由cinc在 2002/09/05 04:07pm 編輯]

Singleton 模式在 Java 中的應(yīng)用
作者 cinc 2002-09-04

程序中經(jīng)常有這樣的要求，整個(gè)程序運(yùn)行時(shí)只有一個(gè)實(shí)例被使用。
比如：數(shù)據(jù)庫連接池，系統(tǒng)參數(shù)配置，Java API 中的 Runtime, Calendar ...
如何實(shí)現(xiàn)這種需求成為一個(gè)值得討論的問題。

以往的做法，是在程序的某個(gè)類里面（比如是 GlobalObject ）建立一個(gè)這個(gè)此種類的實(shí)例，然后規(guī)定
所有需要用到此類的，都從 GlobalObject 那里獲得，看下面的例子：

public class ConnectionPoolManager {
    public ConnectionPoolManager {
        // do some initialize work
    }
    public Connection getConnection(){
        ....
    }
}

public class GlobalObject {
    private ConnectionPoolManager connectionPoolManager&#59;
    public GlobalObject () {
        connectionPoolManager = new ConnectionPoolManager()&#59;
        ...
    }
    public void getConnectionPoolManager() {
        return connectionPoolManager&#59;
    }
}

public class QueryFunctions {
    public static Collection findStudentByName(String name){
        ConnectionPoolManager = globalObject.getConnectionPoolManager()&#59;
        Connection connection = connectionPoolManager.getConnection()&#59;
        // query database
    }
}

但這樣做有如下缺點(diǎn)：
  其他人可能 調(diào)用 ConnectionPoolManager 的構(gòu)造函數(shù)自己建立一個(gè) 數(shù)據(jù)庫連接池，導(dǎo)致
  程序中存在多個(gè) ConnectionPoolManager，人為的規(guī)定往往得不到好的實(shí)施。
  GlobalObject 其實(shí)就是一個(gè) C 語言中的全局變量，與面向?qū)ο蟮姆椒ㄏ鄾_突。



因此，可以使用 設(shè)計(jì)模式 中的 Singleton （單件）模式來完成以上的需求：
Java API 中的 Runtime 等等用的就是這種方法。
代碼如下：

public class ConnectionPoolManager {
    private static instance = null&#59;
    private ConnectionPoolManager() {
        // do some initialize work
    }
    public static syncronized void getInstance() {
        if (instance == null){
            instance = new ConnectionPoolManager()&#59;
        }
        return instance&#59;
    }
    public Connection getConnection(){
    }
}

ConnectionPoolManager 的使用

public class QueryFunctions {
    public static Collection findStudentByName(String name){
        ConnectPoolManager connectionPoolManager = ConnectionPoolManager.getInstance()&#59;
        Connection conn = connectionPoolManager.getConnection()&#59;
        // query database
    }
}

1.instance 是私有的，開始時(shí)賦值為 null，外部只有通過 getInstance 方法才能獲得他。
2.構(gòu)造方法是私有的，這點(diǎn)很重要，保證只有這個(gè)類自己才能夠調(diào)用，其他的類無法調(diào)用此構(gòu)造函數(shù)。
3.getInstance 方法中：
   if 語句，保證只有一個(gè) instance 存在
   唯一的一個(gè) ConnectionPoolManager 在第一次調(diào)用的時(shí)候被建立。


Java語言在設(shè)計(jì)的時(shí)候就使用了很多 設(shè)計(jì)模式的思想，像 Collection 中的 Iterator 模式，
Event 中的 Observer 模式，Applet 中的 Templete 模式，對(duì)象創(chuàng)建時(shí)的 Factory 模式，這些
模式大多可以從 Java 的類的命名中體現(xiàn)出來，希望大家在學(xué)習(xí) Java 時(shí)多注意對(duì) 設(shè)計(jì)模式 的學(xué)習(xí)。

參考：
  設(shè)計(jì)模式：可復(fù)用面向?qū)ο筌浖�的基礎(chǔ) (Gang of Four 的 Design Pattern 經(jīng)典)
  Thinking in Pattern :  http://www.mindview.net/Books/TIPatterns/ 還是 Bruce Eckel 寫的。
  Design Pattern Java : ftp://cinc.dns2go.com/pub/doc/pattern/java/

mygod

斑竹你的程序有點(diǎn)問題，定義的時(shí)候應(yīng)當(dāng)定義成靜態(tài)的，否則沒法判斷是否已經(jīng)存在！
不過，還是一個(gè)很好的帖子，建議加為精品

mygod

呵呵，看錯(cuò)了，沒錯(cuò)！

cinc

mygod , 你說的是哪個(gè)要定義成 靜態(tài) 的啊，能說的具體點(diǎn)嗎？呵呵

我剛看了 Runtime 的實(shí)現(xiàn)如下：

public class Runtime {
    private static Runtime currentRuntime = new Runtime()&#59;
    public static Runtime getRuntime() {
return currentRuntime&#59;
    }
    /** Don't let anyone else instantiate this class */
    // 夠狠
    private Runtime() {}
}

cinc

呵呵，那就好。

cinc

[這個(gè)貼子最后由cinc在 2002/09/05 04:08pm 編輯]

上面有個(gè)錯(cuò)誤，是關(guān)于同步的，上面的帖子我已經(jīng)修改過樂，下面是原來的代碼：

public class MySingleton {  
  private static  MySingleton _instance&#59;  

  public static MySingleton getInstance() {  
    if (_instance==null) {  
      _instance = new MySingleton()&#59;  
    }  
    return _instance&#59;  
  }  

對(duì)于這種 惰性初始化，initial on first demand.
由于創(chuàng)建 _instance 的過程不是原子操作，在 _instance 完全初始化之前，可能會(huì)有被
其他的線程讀取，從而得到一個(gè)沒有完全初始化的對(duì)象，造成災(zāi)難性的后果。

解決方法是把
  public static MySingleton getInstance() {  
修改成
  public static syncronized MySingleton getInstance() {  
在對(duì)象創(chuàng)建過程時(shí) 不允許其他線程訪問 _instance

但 Java 推薦的方法是放棄這種 惰性初始化，而使用如下的方法：
這樣也減少了同步的開銷，也去除了每次對(duì) _instance 的檢查。

public class MySingleton {  
  private static  MySingleton _instance = new MySingleton()&#59;  

  private MySingleton() {  
    // construct object . . .  
  }  

  public static MySingleton getInstance() {  
    return _instance&#59;  
  }  

參考：《Java 高效編程指南》。

victorachc

public class MySingleton {  
private static  MySingleton _instance = new MySingleton()&#59;  

private MySingleton() {  
   // construct object . . .  
}  

public static MySingleton getInstance() {  
   return _instance&#59;  
}  

參考：《Java 高效編程指南》

請(qǐng)問：
類中用靜態(tài)實(shí)例作為屬性，是什么意思，想不明白，請(qǐng)版主詳細(xì)解釋一下，謝謝！

cinc

這個(gè)類的目的：只有一個(gè)實(shí)例，不允許使用構(gòu)造方法。

所以從類的外部看：沒有構(gòu)造方法的。
也就是：無法通過 new MySingleton() ...來獲取這個(gè)類的一個(gè)實(shí)例：
MySingleton toUse = new MySingleton() // error��！

所以獲取這個(gè)類實(shí)例的方法 getInstance() 必須是靜態(tài)的，這樣才能從類（而不是實(shí)例）的方法獲取他的實(shí)例：
這是正確的使用方法：

MySingleton toUse = MySingleton.getInstance()&#59;

為了在 靜態(tài)方法 getInstance() 中訪問 _instance，所以 _instance 必須是 靜態(tài)的屬性。


：）

victorachc

非常詳細(xì)，謝謝！
看來自己的基礎(chǔ)太不扎實(shí)了。