研磨设计模式之单例模式-1
来源:互联网 发布:淘宝banner加链接 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 06:09
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:
/** * 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:
paramA=aparamB=b
(3)写个客户端来测试一下,示例代码如下:
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:
/** * 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:
/** * 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:
/** * 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:
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。
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未完待续,精彩稍后继续
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