研磨设计模式之 单例模式-1
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研磨设计模式之 单例模式-1
Wei911 发表于1年前
研磨设计模式之 单例模式-1
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研磨设计模式之 单例模式-1

声明:都是原创的文章

 

看到很多朋友在写单例,也来凑个热闹,虽然很简单,但是也有很多知识点在单例里面,看看是否能写出点不一样来。 

 

 

单例模式(Singleton)

 

1  场景问题

1.1  读取配置文件的内容

        考虑这样一个应用,读取配置文件的内容。
        很多应用项目,都有与应用相关的配置文件,这些配置文件多是由项目开发人员自定义的,在里面定义一些应用需要的参数数据。当然在实际的项目中,这种配置文件多采用xml格式的。也有采用properties格式的,毕竟使用Java来读取properties格式的配置文件比较简单。
        现在要读取配置文件的内容,该如何实现呢?


1.2  不用模式的解决方案

        有些朋友会想,要读取配置文件的内容,这也不是个什么困难的事情,直接读取文件的内容,然后把文件内容存放在相应的数据对象里面就可以了。真的这么简单吗?先实现看看吧。
        为了示例简单,假设系统是采用的properties格式的配置文件。
(1)那么直接使用Java来读取配置文件,示例代码如下:

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/**
  * 读取应用配置文件
  */
public  class  AppConfig {
     /**
      * 用来存放配置文件中参数A的值
      */
     private  String parameterA;
     /**
      * 用来存放配置文件中参数B的值
      */
     private  String parameterB; 
 
     public  String getParameterA() {
         return  parameterA;
     }
     public  String getParameterB() {
         return  parameterB;
     }
     /**
      * 构造方法
      */
     public  AppConfig(){
         //调用读取配置文件的方法
         readConfig();
     }
     /**
      * 读取配置文件,把配置文件中的内容读出来设置到属性上
      */
     private  void  readConfig(){
         Properties p = new  Properties();
         InputStream in = null ;
         try  {
             in = AppConfig. class .getResourceAsStream(
"AppConfig.properties" );
             p.load(in);
             //把配置文件中的内容读出来设置到属性上
             this .parameterA = p.getProperty( "paramA" );
             this .parameterB = p.getProperty( "paramB" );
         } catch  (IOException e) {
             System.out.println( "装载配置文件出错了,具体堆栈信息如下:" );
             e.printStackTrace();
         } finally {
             try  {
                 in.close();
             } catch  (IOException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }
}

 

注意:只有访问参数的方法,没有设置参数的方法。

(2)应用的配置文件,名字是AppConfig.properties,放在AppConfig相同的包里面,简单示例如下:

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paramA=a
paramB=b

(3)写个客户端来测试一下,示例代码如下:

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public  class  Client {
     public  static  void  main(String[] args) {
         //创建读取应用配置的对象
         AppConfig config = new  AppConfig();
         
         String paramA = config.getParameterA();
         String paramB = config.getParameterB();
         
         System.out.println( "paramA=" +paramA+ ",paramB=" +paramB);
     }
}

运行结果如下:

paramA=a,paramB=b

1.3  有何问题

        上面的实现很简单嘛,很容易的就实现了要求的功能。仔细想想,有没有什么问题呢?
        看看客户端使用这个类的地方,是通过new一个AppConfig的实例来得到一个操作配置文件内容的对象。如果在系统运行中,有很多地方都需要使用配置文件的内容,也就是很多地方都需要创建AppConfig这个对象的实例。
        换句话说,在系统运行期间,系统中会存在很多个AppConfig的实例对象,这有什么问题吗?
        当然有问题了,试想一下,每一个AppConfig实例对象,里面都封装着配置文件的内容,系统中有多个AppConfig实例对象,也就是说系统中会同时存在多份配置文件的内容,这会严重浪费内存资源。如果配置文件内容较少,问题还小一点,如果配置文件内容本来就多的话,对于系统资源的浪费问题就大了。事实上,对于AppConfig这种类,在运行期间,只需要一个实例对象就够了。
        把上面的描述进一步抽象一下,问题就出来了:在一个系统运行期间,某个类只需要一个类实例就可以了,那么应该怎么实现呢?


2  解决方案

2.1  单例模式来解决

        用来解决上述问题的一个合理的解决方案就是单例模式。那么什么是单例模式呢?
(1)单例模式定义
        保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。
(2)应用单例模式来解决的思路
        仔细分析上面的问题,现在一个类能够被创建多个实例,问题的根源在于类的构造方法是公开的,也就是可以让类的外部来通过构造方法创建多个实例。换句话说,只要类的构造方法能让类的外部访问,就没有办法去控制外部来创建这个类的实例个数。
        要想控制一个类只被创建一个实例,那么首要的问题就是要把创建实例的权限收回来,让类自身来负责自己类实例的创建工作,然后由这个类来提供外部可以访问这个类实例的方法,这就是单例模式的实现方式。


2.2  模式结构和说明

单例模式结构见图1所:

 图1  单例模式结构图
Singleton:
        负责创建Singleton类自己的唯一实例,并提供一个getInstance的方法,让外部来访问这个类的唯一实例。

2.3  单例模式示例代码

        在Java中,单例模式的实现又分为两种,一种称为懒汉式,一种称为饿汉式,其实就是在具体创建对象实例的处理上,有不同的实现方式。下面分别来看这两种实现方式的代码示例。为何这么写,具体的在后面再讲述。
       (1)懒汉式实现,示例代码如下:

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/**
  * 懒汉式单例实现的示例
  */
public  class  Singleton {
     /**
      * 定义一个变量来存储创建好的类实例
      */
     private  static  Singleton uniqueInstance = null ;
     /**
      * 私有化构造方法,好在内部控制创建实例的数目
      */
     private  Singleton(){
         //
     }
     /**
      * 定义一个方法来为客户端提供类实例
      * @return 一个Singleton的实例
      */
     public  static  synchronized  Singleton getInstance(){
         //判断存储实例的变量是否有值
         if (uniqueInstance == null ){
             //如果没有,就创建一个类实例,并把值赋值给存储类实例的变量
             uniqueInstance = new  Singleton();
         }
         //如果有值,那就直接使用
         return  uniqueInstance;
     }
     /**
      * 示意方法,单例可以有自己的操作
      */
     public  void  singletonOperation(){
         //功能处理
     }
     /**
      * 示意属性,单例可以有自己的属性
      */
     private  String singletonData;
     /**
      * 示意方法,让外部通过这些方法来访问属性的值
      * @return 属性的值
      */
     public  String getSingletonData(){
         return  singletonData;
     }
}

(2)饿汉式实现,示例代码如下:

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/**
  * 饿汉式单例实现的示例
  */
public  class  Singleton {
     /**
      * 定义一个变量来存储创建好的类实例,直接在这里创建类实例,只会创建一次
      */
     private  static  Singleton uniqueInstance = new  Singleton();
     /**
      * 私有化构造方法,好在内部控制创建实例的数目
      */
     private  Singleton(){
         //
     }
     /**
      * 定义一个方法来为客户端提供类实例
      * @return 一个Singleton的实例
      */
     public  static  Singleton getInstance(){
         //直接使用已经创建好的实例
         return  uniqueInstance;
     }
     
     /**
      * 示意方法,单例可以有自己的操作
      */
     public  void  singletonOperation(){
         //功能处理
     }
     /**
      * 示意属性,单例可以有自己的属性
      */
     private  String singletonData;
     /**
      * 示意方法,让外部通过这些方法来访问属性的值
      * @return 属性的值
      */
     public  String getSingletonData(){
         return  singletonData;
     }
}

2.4  使用单例模式重写示例

        要使用单例模式来重写示例,由于单例模式有两种实现方式,这里选一种来实现就好了,就选择饿汉式的实现方式来重写示例吧。
        采用饿汉式的实现方式来重写实例的示例代码如下:

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/**
  * 读取应用配置文件,单例实现
  */
public  class  AppConfig {
     /**
      * 定义一个变量来存储创建好的类实例,直接在这里创建类实例,只会创建一次
      */
     private  static  AppConfig instance = new  AppConfig();
     /**
      * 定义一个方法来为客户端提供AppConfig类的实例
      * @return 一个AppConfig的实例
      */
     public  static  AppConfig getInstance(){
         return  instance;
     }
     
     /**
      * 用来存放配置文件中参数A的值
      */
     private  String parameterA;
     /**
      * 用来存放配置文件中参数B的值
      */
     private  String parameterB;
     public  String getParameterA() {
         return  parameterA;
     }
     public  String getParameterB() {
         return  parameterB;
     }
     /**
      * 私有化构造方法
      */
     private  AppConfig(){
         //调用读取配置文件的方法
         readConfig();
     }
     /**
      * 读取配置文件,把配置文件中的内容读出来设置到属性上
      */
     private  void  readConfig(){
         Properties p = new  Properties();
         InputStream in = null ;
         try  {
             in = AppConfig. class .getResourceAsStream(
"AppConfig.properties" );
             p.load(in);
             //把配置文件中的内容读出来设置到属性上
             this .parameterA = p.getProperty( "paramA" );
             this .parameterB = p.getProperty( "paramB" );
         } catch  (IOException e) {
             System.out.println( "装载配置文件出错了,具体堆栈信息如下:" );
             e.printStackTrace();
         } finally {
             try  {
                 in.close();
             } catch  (IOException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }  
}

当然,测试的客户端也需要相应的变化,示例代码如下:

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public  class  Client {
     public  static  void  main(String[] args) {
         //创建读取应用配置的对象
         AppConfig config = AppConfig.getInstance();
 
         String paramA = config.getParameterA();
         String paramB = config.getParameterB();
 
         System.out.println( "paramA=" +paramA+ ",paramB=" +paramB);
     }
}

去测试看看,是否能满足要求。

 

 

未完待续,精彩稍后继续 

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