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資訊專欄INFORMATION COLUMN

第3項(xiàng)：用私有構(gòu)造器或者枚舉類型強(qiáng)化Singleton屬性

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摘要：兩者都基于保持構(gòu)造函數(shù)私有并導(dǎo)出公共靜態(tài)成員以提供對(duì)唯一實(shí)例的訪問(wèn)。在一種方法中，該成員是字段私有構(gòu)造器只調(diào)用一次，用來(lái)初始化靜態(tài)變量。由于缺少或者屬性的構(gòu)造器，這就保證了的全局一致性一旦類被實(shí)例化，只會(huì)存在一個(gè)實(shí)例，不多也不少。

??Singleton指僅僅被實(shí)例化一次的類 [Gamma95]。Singleton通常代表無(wú)狀態(tài)的對(duì)象，例如函數(shù)(第24項(xiàng))或者本質(zhì)上唯一的系統(tǒng)組件。使類稱為Singleton會(huì)使它的客戶端測(cè)試變得十分困難，因?yàn)槌撬鼘?shí)現(xiàn)了作為其類型的接口，否則不可能將模擬實(shí)現(xiàn)替換為單例。

??實(shí)現(xiàn)單例的方法有兩種。 兩者都基于保持構(gòu)造函數(shù)私有并導(dǎo)出公共靜態(tài)成員以提供對(duì)唯一實(shí)例的訪問(wèn)。 在一種方法中，該成員是final字段：

// Singleton with public final field
public class Elvis {
    public static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
    private Elvis() { ... }
    public void leaveTheBuilding() { ... }
}

??私有構(gòu)造器只調(diào)用一次，用來(lái)初始化靜態(tài)變量Elvis.INSTANCE。由于缺少public或者protect屬性的構(gòu)造器，這就保證了Elvis的全局一致性：一旦Evlis類被實(shí)例化，只會(huì)存在一個(gè)Elvis實(shí)例，不多也不少。客戶端所做的任何事情都無(wú)法改變這一點(diǎn)，但有一點(diǎn)需要注意：享有特權(quán)的客戶端可以借助AccessibleObject.setAccessible方法反射性地調(diào)用私有構(gòu)造函數(shù)(第65項(xiàng))。 如果你需要防御此攻擊，請(qǐng)修改構(gòu)造函數(shù)以使其在要求創(chuàng)建第二個(gè)實(shí)例時(shí)拋出異常。

??在實(shí)現(xiàn)Singleton的第二種方法中，公有的成員是個(gè)靜態(tài)工廠方法：

// Singleton with static factory
public class Elvis {
    private static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
    private Elvis() { ... }
    public static Elvis getInstance() { return INSTANCE; }
    public void leaveTheBuilding() { ... }
}

??對(duì)于靜態(tài)方法Elvis.getInstance的所有調(diào)用，都會(huì)返回同一個(gè)對(duì)象引用，所以，永遠(yuǎn)不會(huì)創(chuàng)建其他的Elvis實(shí)例(上述提醒依然適用)。

??公有域方法的主要好處在于，組成類的成員的聲明很清楚地聲明了這個(gè)類是一個(gè)Singleton：公有的靜態(tài)域是final的，所以該域總是包含同一個(gè)對(duì)象的引用。第二個(gè)好處就是它更加簡(jiǎn)單。

??工廠方法的優(yōu)勢(shì)之一在于，它提供了靈活性：在不改變其API的前提下，我們可以改變類是否應(yīng)該為Singleton的想法。工廠方法返回唯一實(shí)例，但是，它可以很容易被修改，比如改成每個(gè)調(diào)用該方法的線程返回一個(gè)唯一的實(shí)例。第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，如果你的應(yīng)用需要，你可以編寫泛型單例工廠(第30項(xiàng))。使用靜態(tài)工廠的最后一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是方法參考可以用作供應(yīng)商，例如Elvis::instance是供應(yīng)商。除非這些優(yōu)勢(shì)中的一個(gè)是相關(guān)的，否則公共領(lǐng)域方法更可取。(A final advantage of using a static factory is that a method reference can be used as a supplier, for example Elvis::instance is a Supplier .Unless one of these advantages is relevant, the public field approach is preferable.)

??為了使利用這其中一種方法實(shí)現(xiàn)的Singleton類編程可序列化的(第12章)，僅僅在聲明中加上“implements Serializable”是不夠的。為了維護(hù)并保證Singleton，必須聲明所有實(shí)例域都是瞬時(shí)(transient)的，并提供一個(gè)readResolve方法(第89項(xiàng))。否則，每次反序列化時(shí)，都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)例，在我們的示例中，會(huì)導(dǎo)致“假冒的Elvis”。為了防止這種情況，要在Elvis類中加入下面這個(gè)readResolve方法：

// readResolve method to preserve singleton property
private Object readResolve() {
    // Return the one true Elvis and let the garbage collector
    // take care of the Elvis impersonator.
    return INSTANCE;
}

??實(shí)現(xiàn)Singleton還有第三種方法。只需要編寫一個(gè)包含單個(gè)元素的枚舉類型：

// Enum singleton - the preferred approach
public enum Elvis {
    INSTANCE;
    public void leaveTheBuilding() { ... }
}

??這種方法類似于公共領(lǐng)域方法，但它更簡(jiǎn)潔，免費(fèi)提供序列化機(jī)制，并提供了對(duì)多個(gè)實(shí)例化的鐵定保證，即使面對(duì)復(fù)雜的序列化或反射攻擊。這種方法可能會(huì)有點(diǎn)不自然，但單元素枚舉類型通常是實(shí)現(xiàn)單例的最佳方法。請(qǐng)注意，如果你的單例必須擴(kuò)展Enum以外的超類，則不能使用此方法(盡管你可以聲明枚舉來(lái)實(shí)現(xiàn)接口)。

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