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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:
(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:
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。
注:本文转自 http://chjavach.iteye.com
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