单例模式

Question

这个问题，和我之前的问题一样，参考了Effective Java。这次我有很多子问题。

1. A privileged client can invoke the private constructor reflectively with the aid of the AccessibleObject.setAccessible() method. If you need to defend against this, modify the constructor.
   How, exactly, can a private constructor be invoked? And what is AccessibleObject.setAccessible()?

2. What approach do you experts follow with singletons?

   // Approach A
   public class Test{
       public static final Test TestInstance = new Test();
       private Test(){ ... }
       .
       .
       .
   }
   
   
   // Approach B
   public class Test{
       private static final Test TestInstance = new Test();
       private Test(){ ... }
       public static Test getInstance() { return TestInstance; }
       .
       .
       .
   }
   

   Isn't the second approach more flexible, in case we have to make a check for new instances every time or the same instance every time?

3. What if I try to clone the class/object?

4. a single-element enum type is the best way to implement a singleton.
   Why? How?

- t0mcat

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Lol... B并不是单例。 - Cristian

从我的记忆中，我认为这本书直接解决了第二个问题。使用枚举而不是带有私有成员变量的常规类。（加1 @Cristian; 我假设那只是一个打字错误。） - Pops

@Cristian，抱歉 :) 希望现在可以了吗？ - t0mcat

-1 因为提出了四个问题，尤其是第一个问题并不真正涉及单例模式。 - Pops

@ Lord Torgamus，Tim，将来会这样做。对此很抱歉。 - t0mcat

Answer 1

一个特权客户端可以通过AccessibleObject.setAccessible方法反射调用私有构造函数，如果需要保护此功能，请修改构造函数。我的问题是：私有构造函数如何被调用？AccessibleObject.setAccessible是什么？显然，类本身可以调用私有构造函数（例如从静态工厂方法中）。Bloch所说的反射就是这样实现的：

import java.lang.reflect.Constructor;

public class PrivateInvoker {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //compile error 
//      Private p = new Private();

        //works fine
        Constructor<?> con = Private.class.getDeclaredConstructors()[0];
        con.setAccessible(true);
        Private p = (Private) con.newInstance();
    } 
}

class Private {
    private Private() {
        System.out.println("Hello!");
    } 
}

2. 对于单例模式，您这些专家遵循哪种方法:

...

通常情况下，大多数人更喜欢第一种方法。如果您在返回一个新实例之前测试 TestInstance 是否为 null，第二种方法可以获得延迟加载的效果，但需要进行同步或线程不安全处理。

当您的第二个示例在声明时未将实例分配给 TestInstance 时，我编写了上述内容。正如现在所述，上述考虑已经无关紧要。

难道第二种方法不是更灵活吗？例如我们每次都需要检查新实例还是同一个实例？

这与灵活性无关，而是关于在何时产生创建（唯一）实例的成本。如果选择 a），则会在类加载时产生成本。通常情况下没问题，因为只有在需要时才会加载类。

当您的第二个示例在声明时未将实例分配给 TestInstance 时，我编写了上述内容。正如现在所述，在两种情况下，单例都将在类加载时创建。

如果我尝试克隆该类/对象会发生什么？

为了明显的原因，单例不应允许克隆。应该抛出 CloneNotSupportedException 异常，除非您以某种原因实现了Cloneable 接口。

单一元素枚举类型是实现单例模式的最佳方式。为什么？如何实现？

在书中有关于这方面的示例和理由。您不理解哪一部分？

- Mark Peters

Answer 2

一位特权客户可以通过AccessibleObject.setAccessible方法反射调用私有构造函数。如果您需要进行保护，请修改构造函数。我的问题是：如何确切地调用私有构造函数？以及什么是AccessibleObject.setAccessible？

您可以使用Java反射来调用私有构造函数。

专家们在单例模式中采用什么方法？

我喜欢使用枚举来实现这一点。这也在书中有提到。如果这不是一个选项，那么选择A会更简单，因为您不必检查或担心实例是否已经被创建。

如果我尝试克隆类/对象怎么办？

不确定您的意思是什么？您是指clone()还是其他我不知道的东西？

单元素枚举类型是实现单例模式的最佳方式。为什么？如何实现？

啊哈，这是我的答案。这是最好的方法，因为在这种情况下，Java编程语言保证了单例，而开发人员不必检查单例。这几乎就像单例是框架/语言的一部分。

编辑： 我之前没有看到它是一个getter。更新我的答案 - 最好使用getInstance等函数，因为您可以通过getter控制发生的事情，但是如果每个人都直接使用引用，则无法做到相同。考虑未来。如果您最终执行SomeClass.INTANCE，然后稍后想使其变为lazy以便不立即加载，则需要在使用它的所有位置进行更改。

- Amir Raminfar

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我认为单例类应该是可克隆的。我不明白为什么不能这样做。你可能想在实现中抛出运行时异常或者只是“返回 this”。 - Amir Raminfar

Answer 3

单例模式是一个很好的模式，特别是作为入门设计模式。然而，请注意，它们经常成为最过度使用的模式之一。已经到了一些人认为它们是"反模式"的程度。最好的建议是"明智地使用它们。" 要了解这个和许多其他有用的模式（个人认为，策略、观察者和命令比单例模式更有用），请查看Head First Design Patterns。

- Visionary Software Solutions

Answer 4

单例（反）模式的第一条规则是不要使用它。 第二条规则是，不要使用它为了方便获取您希望许多其他对象共享的类的单个实例，特别是如果它是这些类的依赖项。改用依赖注入。 单例有有效的用途，但人们往往会因为它们太“容易”使用而滥用它们。 它们使得测试依赖于它们的类变得非常困难，并使系统缺乏灵活性。

至于您的问题，我认为1，2和3都可以回答“使用一个enum -singleton”。然后您就不必担心构造函数可访问性问题，clone()等。对于4 ，上述内容是支持它们的好论据。我还必须问，您是否阅读了《Effective Java》中明确回答您问题的部分？

- ColinD

Answer 5

单例模式懒加载示例： 主类：

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Singleton.getInstance("first").value);
        System.out.println(Singleton.getInstance("second").value);
        System.out.println(Singleton.getInstance("therd").value);
    }
}

单例模式类：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    public String value;

    private Singleton (String s){
        this.value =s;
    }
    public static Singleton getInstance(String param) {
        if (instance == null) 
            instance = new Singleton(param);
        return instance;    
    }
}

当启动应用程序时，控制台将包含以下字符串：

first
first
first

\|/ 73

- Mikro Koder