8.2 GOF设计模式一: 单实例模式 SingleTon

GOF设计模式一: 单实例模式 SingleTon
　　 整个美国，只有一个“现任美国总统”

　　 比如，在学校，“老师”，有数百个；“校长”，只有一个

　　 系统运行时，如何保证某个类只允许实例化一个对象？
2.1 类的多重性

　　 类的多重性 multiplicity

　　　　 在对软件系统进行逻辑设计时，在某些情形之下，可能需要限制类的实例 在软件系统中存在的数目 　　

　　 多重性的图形表示

　　　　  在类图上，类的多重性表达式被放置在类的图标的右上角

　　　　 如果类的多重性表达式在类图上被省略，那么此类的多重性缺省为n，即 对此类的可同时存在的对象的数目没有限制

2.2 类的实例化

　　 当类(class)不希望被实例化时

　　　　 不提供构造函数

　　　　 缺省的构造函数

　　　　 定义成抽象类

　　 要确保类不被实例化

　　　　 类包含显式的构造函数

　　　　 将构造函数声明为私有（private），在该类的外部就不可能访问，也就不能被实例化了 
　　　　 另外要注意的是，这种用法有点副作用，那就是它不能被子类化

　　　　　　 因为 superclass 不可访问
2.3 单实例模式 The Singleton Pattern
　　Intent 目的
　　　　You want to have only one of an object, but there is no global object that controls the instantiation of this object.

　　　　You also want to ensure that all entities are using the same instance of this object,

　　　　without passing a reference to all of them

　　　　只希望有一个 对象，系统所有地方都可以用到这个对象，又不使用全局变量，也不需要传递对象的引用
　　Problem 问题
　　　　Several different client objects need to refer to the same thing, and you want to ensure that you do not have more than one of them

　　　　几个不同的客户对象都希望引用同一 个对象，如何保证？

　　Solution解决方案

　　　　Guarantees one instance 确保单实例

　　Participants and collaborators 参与方

　　　　Clients create an instance of the Singleton solely through the getInstance method

　　Consequences 结果

　　　　Clients need not concern themselves whether an instance of the Singleton exists. This can be controlled from within the Singleton
　　Implementation 实现
　　　　• Add a private static member of the class that refers to the desired object (Initially, it is null)

　　　　• Add a public static method that instantiates this class if this member is null (and sets this member's value) and then returns

　　　　　　the value of this member

　　　　• Set the constructor's status to protected or private so that no one can directly instantiate this class and bypass the static

　　　　　　constructor mechanism
2.3单实例模式 解决方法: Java为例

　　1、公有的成员函数，创 建并供客户获取该单实例
　　2、私有的构造函数
　　3、私有的静态成员变量
　　4、该单实例唯一的 创建之处
2.4 单实例模式 结构

　　 单实例结构

　　　　 锁住某类的实例化功能。客户类只能使用某类自身实例化的唯一实例
2.5 单实例模式 小结

　　 单实例模式要点 There are two forces that affect the Singleton

　　　　 只能有一个实例 There must be exactly one instance of the class

　　　　 这个实例能够方便地被所有客户访问 The instance must be (easily) accessible to all potential clients

　　  解决方法 Solution (Check list)  定义私有的静态成员变量，保存单实例的引用 Define a private static attribute in the "single instance" class

　　　　 定义公有的Getter函数 Define a public static getter function in the class

　　　　 该类自己负责“第一次使用时”实例化对象 Do "lazy initialization" (creation on first use) in the getter function

　　　　　　 Class itself responsible for creating, maintaining, and providing global access to its own single instance

　　　　 定义私有的构造函数 Define all constructors to be protected or private

　　　　 客户对象只能通过 getter 函数获得该单实例