四。Singleton模式与MonoState模式 -- 强制单例

一。 Singleton模式

单态定义
:

Singleton模式主要作用是保证在Java应用程序中，一个类Class只有一个实例
存在。

在很多操作中，比如建立目录 数据库连接都需要这样的单线程操作。

还有, singleton能够被状态化;
这样，多个单态类在一起就可以作为一个状态仓库一样向外提供服务，比如，你要论坛中的帖子计数器，每次浏览一次需要计数，单态类能否保持住这个计数，并且
能synchronize的安全自动加1，如果你要把这个数字永久保存到数据库，你可以在不修改单态接口的情况下方便的做到。

另外方面，Singleton也能够被无状态化。提供工具性质的功能，

Singleton模式就为我们提供了这样实现的可能。使用
Singleton的好处还在于可以节省内存，因为它限制了实例的个数，有利于Java垃圾回收（garbage collection）。

我
们常常看到工厂模式中类装入器(class loader)中也用Singleton模式实现的,因为被装入的类实际也属于资源。

如何使用?

一般Singleton模式通常有几种形式:

public class Singleton { 　　private Singleton(){} 　　//在自己内部定义自己一个实例，是不是很奇怪？ 　　//注意这是private 只供内部调用 　　private static Singleton instance = new Singleton(); 　　//这里提供了一个供外部访问本class的静态方法，可以直接访问　　 　　public static Singleton getInstance() { 　　　　return instance; 　　 　　 } }

第二种形式:

public class Singleton { 　　private static Singleton instance = null; 　　public static synchronized Singleton getInstance() { 　　if (instance==null) 　 　　　instance＝new Singleton(); 　　return instance; 　　} }

使用Singleton.getInstance()可以访问单态类。

上面第二中形式是lazy initialization，也就是说第一次调用时初始Singleton，以后就不用再生成了。

注意到lazy
initialization形式中的synchronized，这个synchronized很重要，如果没有synchronized，那么使用
getInstance()是有可能得到多个Singleton实例。关于lazy
initialization的Singleton有很多涉及double-checked locking (DCL)的讨论，有兴趣者进一步研究。

一般认为第一种形式要更加安全些。

使用Singleton注意事项
：

有时在某些情况下，使用Singleton并不能达到
Singleton的目的，如有多个Singleton对象同时被不同的类装入器装载；在EJB这样的分布式系统中使用也要注意这种情况，因为EJB是跨
服务器，跨JVM的。

我们以SUN公司的宠物店源码(Pet Store 1.3.1)的ServiceLocator为例稍微分析一下：

在Pet
Store中ServiceLocator有两种，一个是EJB目录下；一个是WEB目录下，我们检查这两个ServiceLocator会发现内容差不
多，都是提供EJB的查询定位服务，可是为什么要分开呢？仔细研究对这两种ServiceLocator才发现区别：在WEB中的
ServiceLocator的采取Singleton模式，ServiceLocator属于资源定位，理所当然应该使用Singleton模式。但是
在EJB中，Singleton模式已经失去作用，所以ServiceLocator才分成两种，一种面向WEB服务的，一种是面向EJB服务的。

Singleton模式看起来简单，使用方法也很方便，但是真正用好，是非常不容易，需要对Java的类 线程 内存等概念有相当的了解。

总之：如果你的应用基于容器，那么Singleton模式少用或者不用，可以使用相关替代技术。

二。MonoState模式

先说说
MonoState

这个单词的意思，设计模式的名字都是很有意思的，因为为了方便交流、记忆，所以设计模式的命名都对
该模式的意图进行了表述。
Mono

是一个词根，英语中
Mono,Mon

都表示的是
1

的意思，
state

意思为
"

状态
"

。
MonoState

的意思就是
"

单一的状态
"

。

MonoState

模式同
Singleton

一样也是一种保证单一性的模式。但是它和
Singleton

模式有意图实现上的差别。
Singleton

模式是通过将默认构造函数声明为
private

限制客户端程序对类的直接
new

创建实例化，并使用
static

（类属）的方式来保证类
的对象单一，而
MonoState

模式却是将它的构造函数声明为
public

，而将类中所有的字段声明为
static

（类属）。换句话说，
MonoState

并不限制创建对象的个数，但是它的状态却只有一个状态。

实例代码（
Java

）：

view
plain
copy
to clipboard
print
?

public

class
MonoState ...{

private

static
String x;

public
MonoState()...{}

public
String GetX() ...{

return
x;

}

public

void
SetX(String x) ...{

MonoState.x = x;

}

}

public
class MonoState ...{
private static String x;

public MonoState()...{}

public String GetX() ...{
return x;
}

public void SetX(String x) ...{
MonoState.x = x;
}
}

MonoState

模式的实现很“诡
异”啊！它关注的焦点是类所实例化的所有对象只具有惟一状态，而不管客户端程序实例化了多少个
MonoState

对象。

MonoState

的好处是：

1

对客户端程序来说是透明的。客户端程序可以随意创建对象，但是对象的状态是唯一的，这一点客户端不用
知道。

2

可继承性。从
MonoState

派生出来的也是
MonoState

。实际上，所有的
MonoState

的派生类都是相同的
MonoState

的一部分，因为它们都共享相同的
static

变量。

3

支持多态性。因为
MonoState

的方法不像
Singleton

的
static

方法，它是可以被重写的。

4

易于创建和销毁。

缺点：

1

不能转换。非
MonoState

类不能通过继承转换为
MonoState

类。

2

效率。因为它会有对象，所以有许多产生，销毁的过程。这些通常都导致效率降低。

3

空间占用。因为
MonoState

的变量都是静态的，所以尽管
MonoState

不被使用，它们同样要占用空间。

4

平台约束。不能够在不同的
JVM

实体或者不同的平台上使用
MonoState

。