Java设计模式圣经连载（04）－单例模式

Java设计模式圣经连载（04）－单例模式

单例模式是一种常见的设计模式，在《Java与模式》一书中，阎宏博士对单例模式做了全面的总结。
单例模式分三种：懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例三种。

单例模式有一下特点：
1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

说明：一下的代码来自阎宏博士的《Java与模式》一书，其中对一些类的写法做调整（符合Java1.5的习惯），另外还加了测试方法。

一、懒汉式单例

在类被加载的时候，唯一实例已经被创建。这个设计模式在Java中容易实现，在别的语言中难以实现。

/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2007-9-11
* Time: 14:57:08
* <<Java与模式>> 单例模式-懒汉式单例
*/
public class LazySingleton {
/**
* 私有静态对象,加载时候不做初始化
*/
private static LazySingleton m_intance=null;

/**
* 私有构造方法,避免外部创建实例
*/
private LazySingleton(){

}

/**
* 静态工厂方法,返回此类的唯一实例.
* 当发现实例没有初始化的时候,才初始化.
* @return LazySingleton
*/
synchronized public static LazySingleton getInstance(){
if(m_intance==null){
m_intance=new LazySingleton();
}
return m_intance;
}
}

二、饿汉式单例

在类加载的时候不创建单例实例。只有在第一次请求实例的时候的时候创建，并且只在第一次创建后，以后不再创建该类的实例。

/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2007-9-11
* Time: 14:45:25
* <<Java与模式>> 单例模式-饿汉式单例
*/
public class EagerSingleton {
/**
* 私有的(private)唯一(static final)实例成员,在类加载的时候就创建好了单例对象
*/
private static final EagerSingleton m_instance = new EagerSingleton();

/**
* 私有构造方法,避免外部创建实例
*/
private EagerSingleton() {
}

/**
* 静态工厂方法,返回此类的唯一实例.
* @return EagerSingleton
*/
public static EagerSingleton getInstance() {
return m_instance;
}
}

三、登记式单例

这个单例实际上维护的是一组单例类的实例，将这些实例存放在一个Map（登记薄）中，对于已经登记过的实例，则从工厂直接返回，对于没有登记的，则先登记，而后返回。

/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2005-9-11
* Time: 15:20:16
* <<Java与模式>> 单例模式- 登记式单例
*/
public class RegSingleton {
/**
* 登记薄,用来存放所有登记的实例
*/
private static Map<String, RegSingleton> m_registry = new HashMap();

//在类加载的时候添加一个实例到登记薄
static {
RegSingleton x = new RegSingleton();
m_registry.put(x.getClass().getName(), x);
}

/**
* 受保护的默认构造方法
*/
protected RegSingleton() {
}

/**
* 静态工厂方法,返回指定登记对象的唯一实例;
* 对于已登记的直接取出返回,对于还未登记的,先登记,然后取出返回
* @param name
* @return RegSingleton
*/
public static RegSingleton getInstance(String name) {
if (name == null) {
name = "RegSingleton";
}
if (m_registry.get(name) == null) {
try {
m_registry.put(name, (RegSingleton) Class.forName(name).newInstance());
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return m_registry.get(name);
}

/**
* 一个示意性的商业方法
* @return String
*/
public String about() {
return "Hello,I am RegSingleton!";
}
}

四、单例模式的一个应用

该应用是配置文件管理类。为了本例能正确运行，我在C盘下先建立了一个xxxx.properties文件，内容如下：

-------------------
user=root
password=leizhimin

这个配置文件管理类的代码如下：

/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2005-9-11
* Time: 15:55:01
* 单例模式应用-单例类应用-配置文件管理
*/
public class ConfigManager {

/**
* 属性文件全名
*/
private static final String PFILE = "C:\\xxx.properties";

/**
* 对应于属性文件的文件对象变量
*/
private File m_file = null;
/**
* 属性文件的最后修改日期
*/
private long m_lastModifiedTime = 0;
/**
* 属性文件所对应的属性对象变量
*/
private Properties m_props = null;
/**
* 本类可能存在的唯一的一个实例
*/
private static ConfigManager m_instance = new ConfigManager();

/**
* 私有构造子,用以保证外界无法直接实例化
*/
private ConfigManager() {
m_file = new File(PFILE);
m_lastModifiedTime = m_file.lastModified();
if (m_lastModifiedTime == 0) {
System.err.println(PFILE + " file does not exist!");
}
m_props = new Properties();
try {
m_props.load(new FileInputStream(PFILE));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

/**
* 静态工厂方法
*
* @return ConfigManager
*/
synchronized public static ConfigManager getInstance() {
return m_instance;
}

/**
* 获取属性配置项的值
*
* @param name
* @param defaultVal
* @return Object
*/
public final Object getConfigItem(String name, Object defaultVal) {
long newTime = m_file.lastModified();
if (newTime == 0) {
//属性文件不存在
if (m_lastModifiedTime == 0) {
System.err.println(PFILE + " file does not exist!");
} else {
System.err.println(PFILE + " file was deleted!");
}
return defaultVal;
} else if (newTime > m_lastModifiedTime) {
m_props.clear();
try {
m_props.load(new FileInputStream(PFILE));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
m_lastModifiedTime = newTime;
Object val = m_props.getProperty(name);
if (val == null) {
return defaultVal;
} else {
return val;
}
}
}

测试配置文件类：
/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2007-9-11
* Time: 16:42:45
* 配置文件管理类测试
*/
public class Test_ConfigManager {
public static void main(String[] args) {
ConfigManager cfgm = ConfigManager.getInstance();
Object val1 = cfgm.getConfigItem("sdf", "leizhimin");
Object val2 = cfgm.getConfigItem("user", "leizhimin");
System.out.println(val1.toString());
System.out.println(val2.toString());
}
}

运行结果：

leizhimin
root

Process finished with exit code 0

五、笔者写的一个JDBC数据库工具类的单例实现

/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2005-9-11
* Time: 18:04:46
* 单例模式在JDBC编程中的应用,用于设计数据库工具类
*/
public class DBUtil {
//单一实例
private static final DBUtil _instance = new DBUtil();
//数据源的JNDI
private static final String datasource = "java:comp/env/jdbc/zvfims";

/**
* 私有构造方法,防止外部实例化
*/
private DBUtil() {
}

/**
* 数据库工具类实例工厂
*
* @return DBUtil
*/
public DBUtil getInstance() {
return _instance;
}

/**
* 业务方法:用于获取数据库连接
*
* @return Connection
*/
public Connection makeConnection() {
Connection conn = null;
try {
Context ctx = new InitialContext();
DataSource ds = (DataSource) ctx.lookup(datasource);
conn = ds.getConnection();
} catch (NamingException e) {
System.out.println("获取数据源异常,请AppServer的JNDI数据源配置!");
e.printStackTrace();
} catch (SQLException e) {
System.err.println("获取数据库连接发生异常!");
e.printStackTrace();
}
return conn;
}
}

通过这个单例类和开放的业务方法，可以为整个系统应用提供数据库连接。

本文出自 “熔 岩” 博客，请务必保留此出处http://lavasoft.blog.51cto.com/62575/41983