單例模式
動機
有時候只有一個類的實例是很重要的。比如，一個系統應該只有一個窗口管理實例。
單例模式是最簡單設計模式：類負責實例化自己，確保只有一個實例，并且提供一個訪問這個實例的入口。
目的
1. 確保只有一個實例被創建。
2. 提供訪問這個實例的入口。
使用final確保被創建一次，private的構造函數確保不被實例化。public的getInstance方法確保外部能夠訪問。下面是餓漢模式：
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public class Singleton { private static final Singleton instance = new Singleton(); private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { return instance; } } |
懶漢模式：
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public class SingletonDemo { private static volatile SingletonDemo instance = null; private SingletonDemo() { } public static SingletonDemo getInstance() { if (instance == null) { synchronized (SingletonDemo .class){ if (instance == null) { instance = new SingletonDemo (); } } } return instance; } } |
適用場景和實例
1. Logger類，防止每次打印log的使用都創建一個Logger實例。
2. 控制類，一般整個系統都只有一個控制實例。
具體問題和實現
1. 線程安全，健壯的單例模式應該是線程安全的。
2. 懶漢模式使用了雙重鎖機制。
3. 餓漢模式使用靜態變量，在程序加載時就實例化，保證了只有一個實例。
4. 抽象工廠和工廠方法通常被設計成單例模式，以保證只有一個工廠。
5. 使用序列化和反序列化時，會有多個實例被創建，使用readResolve函數避免這個情況，不過最好是不要使用序列化。
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public class Singleton implements Serializable { ... // This method is called immediately after an object of this class is deserialized. // This method returns the singleton instance. protected Object readResolve() { return getInstance(); } } |
關鍵點
1. 在多線程的程序中，要注意數據的同步。
2. 序列化時要使用readResolve方法返回實例，避免多個對象被創建。
3. 如果被多個類加載器加載時，會有多個實例被創建。
簡單工廠模式
動機
簡單工廠模式是抽象工廠和工廠方法的基礎和初步實現。
目的
1. 不向客戶透露對象實例化的細節。
2. 通過通用接口創建對象。
實現
實現非常簡單：
1. Client需要Product時，不使用new來創建，而是提供 Product 描述給Factory，讓 Factory 提供一個新的 Product 。
2. Factory實例化一個Product給Client。
3. Client使用抽象Product，而不關心Product的具體實現。
實例
1. 繪制形狀的繪圖程序。形狀就是Product接口，三角形這些是Concrete Product，我們可以創建一個工廠，然后根據客戶的描述創建對于的產品。不過添加新的形狀時，我們需要修改工廠類。
具體問題和實現
1. 添加新產品時，需要修改工廠。
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public class ProductFactory{ public Product createProduct(String ProductID){ if (id==ID1) return new OneProduct(); if (id==ID2) return new AnotherProduct(); ... // so on for the other Ids return null; //if the id doesn't have any of the expected values } ... } |
一般我們通過if語句判斷產品描述，并實例化不同的產品，有新的產品時，我們需要增加新的判斷。通過抽象工廠模式可以解決這個問題。
總結
1. 當你確實需要工廠模式時才使用，不然只是增加程序的復雜度，比如多種對象有相似的基本類型時，可以考慮使用簡單工廠模式來統一創建對象。
2. 簡單工廠有比較多的判斷分支語句，違反了開閉原則的對修改關閉的原則，所以，明智的做法是，對一些固定和簡單程序使用簡單工廠模式，對一些復雜和需要經常擴展的程序，使用抽象工廠模式或者工廠方法模式。
