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Singleton

CreationalGang of Four大约 2 分钟

目的

确保一个类只有一个实例,并为其提供一个全局访问点。

解释

情境示例

巫师们之在一个象牙塔中学习他们的魔法,并且始终使用同一座附魔的象牙塔。

这里的象牙塔是一个单例对象。

通俗来说

对于一个特定的类,确保只会创建一个对象。

维基百科说

在软件工程中,单例模式是一种软件设计模式,它将类的实例化限制为一个对象。当系统中只需要一个对象来协调各种操作时,这种模式非常有用。

程序示例

详见 Joshua Bloch, Effective Java 2nd Edition p.18。

一个只有一个元素的枚举类型是实现单例模式的最佳方式。

public enum EnumIvoryTower {
  INSTANCE
}

使用:

    var enumIvoryTower1 = EnumIvoryTower.INSTANCE;
    var enumIvoryTower2 = EnumIvoryTower.INSTANCE;
    LOGGER.info("enumIvoryTower1={}", enumIvoryTower1);
    LOGGER.info("enumIvoryTower2={}", enumIvoryTower2);

控制台输出:

enumIvoryTower1=com.iluwatar.singleton.EnumIvoryTower@1221555852
enumIvoryTower2=com.iluwatar.singleton.EnumIvoryTower@1221555852

类图

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Singleton pattern class diagram

适用性

当满足以下情况时,使用单例模式:

  • 确保一个类只有一个实例,并且客户端能够通过一个众所周知的访问点访问该实例。
  • 唯一的实例能够被子类扩展, 同时客户端不需要修改代码就能使用扩展后的实例。

一些典型的单例模式用例包括:

  • logging类
  • 管理与数据库的链接
  • 文件管理器(File manager)

已知使用

影响

  • 通过控制实例的创建和生命周期,违反了单一职责原则(SRP)。
  • 鼓励使用全局共享实例,组织了对象及其使用的资源被释放。
  • 代码变得耦合,给客户端的测试带来难度。
  • 单例模式的设计可能会使得子类化(继承)单例变得几乎不可能

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