设计模式：单例模式案例

模式定义于动机

单例模式是一种对象创建型模式，它确保某一个类中只有一个实例，而且自行实例化并向系统提供这个实例，这个类称为单例类，它提供全局访问的方法。

三个要点：

1. 某个类只能有一个实例
2. 它必须自行创建这个实例
3. 它必须自行向整个系统提供这个实例

模式结构的角色

单例角色类(Singleton)

内容

1. 提供一个自身的静态私有成员变量(单例类对象)
2. 提供一个公有静态方法getInstance()，使用户可以获取该实例
3. 构造函数私有化，防止在外部对该类实例化

单例模式分类(饿、懒)

饿汉式和懒汉式代码中的区别是：初始化单例对象的位置不同

1. 饿汉式：在声明的时候 就初始化
   (不管用不用这个单例对象，这个单例对象都初始化好了，所以显得着急，称为“饿”)

public class PrintSpoolerSingleTon2 {
    private static PrintSpoolerSingleTon2 instance 
    = new PrintSpoolerSingleTon2();
    private PrintSpoolerSingleTon2(){}
    public static PrintSpoolerSingleTon2 getInstance(){
        return instance;
    }
}

2. 懒汉式：在获取单例对象时进行判断，若没有该对象为null，则初始化，若该对象存在，则直接返回
   (用的时候才初始化)

public class PrintSpoolerSingleton {
    private static PrintSpoolerSingleton instance = null;

    private PrintSpoolerSingleton() {
    }

    public static PrintSpoolerSingleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            System.out.println("创建打印池");
            instance = new PrintSpoolerSingleton();
        } else {
            throw new PrintSpoolerException("打印池正在使用中");
        }
        return instance;
    }
}

实现多例模式的案例

案例背景

在实际的运用中，我们有时一个类不止需要产生一个对象，可能需要两个或者三个。使用单例模式的思想可以实现多例模式，从而确保系统中某个类的对象只能存在有限个，请设计并实现代码，从而实现多例模式

代码实现

文件结构或类图

1. 饿汉式单例类

class Mutation_ {
    private static Mutation_[] array = {new Mutation_(), new Mutation_(), new Mutation_()};

    private Mutation_() {
    }

    public static Mutation_ getInstance(int n) {
        if (n == 0 || n == 1 || n == 2) {
            return array[n];
        } else {
            throw new RuntimeException("没有下标为" + n + "的对象");
        }
    }
}

2. 懒汉式单例类

/**
 * @author 王胖子
 * @version 1.0
 */
class Mutation_ {
    private static Mutation_[] array;

    private Mutation_() {
    }

    public static Mutation_ getInstance(int n) {
        if (n == 0 || n == 1 || n == 2) {
            //如果数组为空，就初始化数组
            if (array == null) {
                array = new Mutation_[3];
            }
            //如果数组中的对象为空，则创建对象
            if (array[n] == null) {
                System.out.println("创建下标为" + n + "的对象");
                array[n] = new Mutation_();
            } else {
                throw new RuntimeException("下标为" + n + "的对象正在使用中");
            }
            return array[n];
        } else {
            throw new RuntimeException("没有下标为" + n + "的对象");
        }
    }
}

3. 客户类

/**
 * @author 王胖子
 * @version 1.0
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Mutation_ multi1 = Mutation_.getInstance(0);
            Mutation_ multi2 = Mutation_.getInstance(0);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

输出结果

模式适用环境

单例模式主要适用于：

1. 系统只需要一个实例对象，或者因为资源消耗太大而只允许创建一个对象
2. 客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点，除了该公共访问点，不能通过其他途径访问该实例
3. 根据不同的需求，也可以按照单例模式的思想来实现多例模式