Java模式设计之单例模式（四）

2019-11-18 13:50:38

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供稿：网友

　　不完全的单例类

　　什么是不完全的单例类

　　估计有些读者见过下面这样的“不完全”的单例类。

　　代码清单10：“不完全”单例类

package com.javapatterns.singleton.demos;
public class LazySingleton
{
PRivate static LazySingleton
m_instance = null;
/**
* 公开的构造子，外界可以直接实例化
*/
public LazySingleton() { }
/**
* 静态工厂方法
* @return 返还LazySingleton 类的惟一实例
*/
synchronized public static
LazySingleton getInstance()
{
if (m_instance == null)
{
m_instance = new LazySingleton();
}
return m_instance;
}
}
　　上面的代码乍看起来是一个“懒汉”式单例类，仔细一看，发现有一个公开的构造子。由于外界可以使用构造子创建出任意多个此类的实例，这违反了单例类只能有一个（或有限个）实例的特性，因此这个类不是完全的单例类。这种情况有时会出现，比如javax.swing.TimerQueue 便是一例，关于这个类，请参见《Java与模式》一书中的“观察者模式与Swing 定时器” 一章。

　　造成这种情况出现的原因有以下几种可能：

　　（1）初学者的错误。许多初学者没有熟悉到单例类的构造子不能是公开的，因此犯下这个错误。有些初学Java 语言的学员甚至不知道一个Java 类的构造子可以不是公开的。在这种情况下，设计师可能会通过自我约束，也就是说不去调用构造子的办法，将这个不完全的单例类在使用中作为一个单例类使用。

　　在这种情况下，一个简单的矫正办法，就是将公开的构造子改为私有的构造子。

　　（2）当初出于考虑不周，将一个类设计成为单例类，后来发现此类应当有多于一个的实例。为了弥补错误，干脆将构造子改为公开的，以便在需要多于一个的实例时，可以随时调用构造子创建新的实例。要纠正这种情况较为困难，必须根据具体情况做出改进的决定。假如一个类在最初被设计成为单例类，但后来发现实际上此类应当有有限多个实例，这时候应当考虑是否将单例类改为多例类（Multiton）。

　　（3）设计师的Java 知识很好，而且也知道单例模式的正确使用方法，但是还是有意使用这种不完全的单例模式，因为他意在使用一种“改良”的单例模式。这时候，除去共有的构造子不符合单例模式的要求之外，这个类必须是很好的单例模式。

　　默认实例模式

　　有些设计师将这种不完全的单例模式叫做“默认实例模式”（Default Instance Pattern）。在所谓的“ 默认实例模式”里面，一个类提供静态的方法，如同单例模式一样，同时又提供一个公开的构造子，如同普通的类一样。

　　这样做的惟一好处是，这种模式答应客户端选择如何将类实例化：创建新的自己独有的实例，或者使用共享的实例。这样一来，由于没有任何的强制性措施，客户端的选择不一定是合理的选择。其结果是设计师往往不会花费时间在如何提供最好的选择上，而是不恰当地将这种选择交给客户端的程序员，这样必然会导致不理想的设计和欠考虑的实现。

　　本文建议读者不要这样做。 相关模式

　　有一些模式可以使用单例模式，如抽象工厂模式可以使用单例模式，将具体工厂类设计成单例类；建造模式可以使用单例模式，将具体建造类设计成单例类。

　　多例（Multiton）模式

　　正如同本章所说的，单例模式的精神可以推广到多于一个实例的情况。这时候这种类叫做多例类，这种模式叫做多例模式。单例类（左）和多例类（右）的类图如下所示。

Java模式设计之单例模式（四）（图一）

　　关于多例模式，请见《Java与模式》一书中的“专题：多例（Multiton）模式与多语言支持”一章。

　　简单工厂（Simple Factory）模式

　　单例模式使用了简单工厂模式（又称为静态工厂方法模式）来提供自己的实例。在上面ConfigManager 例子的代码中，静态工厂方法getInstance() 就是静态工厂方法。在java.awt.Toolkit 类中，getDefaultToolkit() 方法就是静态工厂方法。简单工厂模式的简略类图如下所示。

Java模式设计之单例模式（四）（图二）

　　本章讨论了单例模式的结构和实现方法。

　　单例模式是一个看上去很简单的模式，很多设计师最先学会的往往是单例模式。然而，随着Java 系统日益变得复杂化和分散化，单例模式的使用变得比过去困难。本书提醒读者在分散式的Java 系统中使用单例模式时，尽量不要使用有状态的。

　　问答题

　　1. 为什么不使用一个静态的“全程”原始变量，而要建一个类？一个静态的原始变量当然只能有一个值，自然而然不就是“单例”的吗？

　　2. 举例说明如何调用EagerSingleton 类。

　　3. 举例说明如何调用RegSingleton 类和RegSingletonChild 类。

　　4. 请问java.lang.Math 类和java.lang.StrictMath 类是否是单例模式？

　　5. 我们公司只购买了一个JDBC 驱动软件的单用户使用许可，可否使用单例模式治理通过JDBC 驱动软件连接的数据库？

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