Eine kurze Analyse des Singleton-Musters und des einfachen Factory-Musters in der Java-Entwurfsmusterprogrammierung

Singleton-Muster
Motivation
Manchmal ist es wichtig, nur eine Instanz einer Klasse zu haben. Beispielsweise sollte ein System nur über eine Instanz der Fensterverwaltung verfügen.

Das Singleton-Muster ist das einfachste Entwurfsmuster: Eine Klasse ist dafür verantwortlich, sich selbst zu instanziieren, sicherzustellen, dass es nur eine Instanz gibt, und einen Zugang für den Zugriff auf diese Instanz bereitzustellen.

Zweck
1. Stellen Sie sicher, dass nur eine Instanz erstellt wird.
2. Gewähren Sie Zugriff auf diese Instanz.

Verwenden Sie final, um sicherzustellen, dass es einmal erstellt wird, und der private Konstruktor stellt sicher, dass es nicht instanziiert wird. Die öffentliche getInstance-Methode stellt den externen Zugriff sicher. Das Folgende ist der Hungrig-Modus:

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

Der Lazy-Modus:

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

Anwendbare Szenarien und Beispiele
1. Logger-Klasse, die verhindert, dass bei jedem Drucken des Protokolls eine Logger-Instanz erstellt wird.
2. Kontrollklasse, im Allgemeinen gibt es nur eine Kontrollinstanz im gesamten System.

Spezifische Probleme und Implementierung
1. Thread-Sicherheit, ein robuster Singleton-Modus sollte Thread-sicher sein.
2. Der Lazy-Modus verwendet einen Doppelsperrmechanismus.
3. Der Hungry-Modus verwendet statische Variablen, die beim Laden des Programms instanziiert werden, um sicherzustellen, dass es nur eine Instanz gibt.
4. Abstrakte Fabriken und Fabrikmethoden werden normalerweise im Singleton-Modus entworfen, um sicherzustellen, dass es nur eine Fabrik gibt.
5. Bei Verwendung von Serialisierung und Deserialisierung werden mehrere Instanzen erstellt, um diese Situation zu vermeiden. Es ist jedoch am besten, keine Serialisierung zu verwenden.

   public class Singleton implements Serializable {
...
  
// This method is called immediately after an object of this class is deserialized.
// This method returns the singleton instance.
protected Object readResolve() {
  return getInstance();
}
}

Wichtige Punkte
1. Achten Sie bei Multithread-Programmen auf die Datensynchronisation.
2. Verwenden Sie die readResolve-Methode, um beim Serialisieren eine Instanz zurückzugeben, um zu vermeiden, dass mehrere Objekte erstellt werden.
3. Beim Laden durch mehrere Klassenlader werden mehrere Instanzen erstellt.

Simple Factory Pattern
Motivation
Simple Factory Pattern ist die Grundlage und vorläufige Umsetzung der abstrakten Fabrik und der Fabrikmethode.

Zweck
1. Geben Sie keine Details zur Objektinstanziierung an Kunden weiter.
2. Erstellen Sie Objekte über gemeinsame Schnittstellen.

Implementierung

Die Implementierung ist sehr einfach:
1. Wenn der Kunde ein Produkt benötigt, verwendet er nicht new, um es zu erstellen, sondern stellt der Fabrik die Produktbeschreibung zur Verfügung. Lassen Sie die Fabrik ein neues Produkt bereitstellen.
2. Factory instanziiert ein Produkt für den Client.
3. Der Kunde verwendet ein abstraktes Produkt und kümmert sich nicht um die spezifische Implementierung des Produkts.

Beispiel
1. Zeichenprogramm zum Zeichnen von Formen. Die Form ist die Produktschnittstelle und das Dreieck ist das konkrete Produkt. Wir können eine Fabrik erstellen und dann das entsprechende Produkt gemäß der Beschreibung des Kunden erstellen. Wenn wir jedoch neue Formen hinzufügen, müssen wir die Factory-Klasse ändern.

Spezifische Probleme und Umsetzung
1 Beim Hinzufügen neuer Produkte muss die Fabrik geändert werden.

public class ProductFactory{
  public Product createProduct(String ProductID){
    if (id==ID1)
      return new OneProduct();
    if (id==ID2) 
      return new AnotherProduct();
    ... // so on for the other Ids
      
    return null; //if the id doesn't have any of the expected values
  }
  ...
}

Im Allgemeinen beurteilen wir die Produktbeschreibung anhand von if-Anweisungen und instanziieren unterschiedliche Produkte. Wenn es neue Produkte gibt, müssen wir neue Beurteilungen hinzufügen. Dieses Problem kann durch das abstrakte Fabrikmuster gelöst werden.

Zusammenfassung
1. Verwenden Sie das Factory-Muster nur, wenn Sie es wirklich benötigen, da es sonst nur die Komplexität des Programms erhöht. Wenn beispielsweise mehrere Objekte ähnliche Grundtypen haben, können Sie die Verwendung in Betracht ziehen Einfaches Fabrikmuster, um sie einheitlich zu erstellen.
2. Die einfache Fabrik verfügt über viele Urteilsverzweigungsanweisungen, die gegen das Open-Close-Prinzip und das Prinzip der Schließungsänderung verstoßen. Daher ist es ratsam, den einfachen Fabrikmodus für einige feste und einfache Programme zu verwenden Einige komplexe und bedarfsgerechte Programme, die häufig erweitert werden, verwenden das abstrakte Factory-Muster oder das Factory-Methodenmuster.

Weitere Artikel zum Singleton-Modus und zum einfachen Factory-Modus in der Java-Designmusterprogrammierung finden Sie auf der chinesischen PHP-Website!