Java模式设计之单例模式（四）

核心提示：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_ins

　　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。



　　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。



　　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？