Design Patterns 筆記 - Singleton Pattern 單例模式

初學Design Pattern，如有謬誤或超級大錯還請指教。

如不知道什麼是 Design Patterns，可先閱覽一下這篇：Design Patterns 筆記 - Overview
想知道其他種 Design Patterns，請看這篇：Design Patterns 筆記 - Categories 分類條列

另外，如果不懂Java的介面，可以參考這一篇：JAVA - 什麼是介面?

以下內容主要從 tutorialspoint 的 Design Patterns - Singleton  Pattern 翻譯而來。
故事背景跟額外補充是參考自王者歸來：品味Java的21種設計模式

---

故事背景：

很多專案或是系統，都有一些開發人員定義的設定檔或資料檔，該如何讀取這些檔案內容?

好像不難啊? 直接寫一個 class ，能讀取檔案，能回傳設定檔的內容即可。

用戶在使用時直接建立此物件即可使用。

這會有問題嗎? 有！

如果系統之中有多處需要用到同一個設定檔呢? 那是不是會new()非常多個設定檔物件!

嚴重浪費系統空間資源，如果設定檔內容較大，那不是死定了嗎 = =?

所以其實我們只需要一個設定檔物件即可，Singleton Pattern 就是解決方案!

概念 :

單例模式是Java理最簡單的 dessign pattern 之一。

此 pattern 被分類在建立型模式 (Creational Patterns)，建立物件時最好的方式之一。

此 pattern 是一個負責創造唯一物件(object)的類別(class)。

此類別也能夠讓用戶直接溝通此物件 (使用 static 就不用宣告實例)。

實作範例 :

我們創造出一個 SingleObject 類別，他有一個私有建構子(private constructor)，並且有一個自己的 static 實例。

SingleObject 類別有一個 static 的函式，可以讓外面溝通，拿到此 (SingleObject) 實例。

Main 主程式(SingletonPatternDemo) 使用SingleObject 來拿到 SingleObject 實體物件。

Step 1

創造一個 Singleton 類別，在一開始直接 new 一個 static 的物件(唯一一個)。

之後有需要即可用 getInstance() 溝通呼叫。

SingleObject.java

public class SingleObject {

   //create an object of SingleObject
   private static SingleObject instance = new SingleObject();

   //make the constructor private so that this class cannot be
   //instantiated
   private SingleObject(){}

   //Get the only object available
   public static SingleObject getInstance(){
      return instance;
   }

   public void showMessage(){
      System.out.println("Hello World!");
   }
}

Step 2

從 singleton 類別取得唯一的物件。

SingletonPatternDemo.java

public class SingletonPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {

      //illegal construct
      //Compile Time Error: The constructor SingleObject() is not visible
      //SingleObject object = new SingleObject();

      //Get the only object available
      SingleObject object = SingleObject.getInstance();

      //show the message
      object.showMessage();
   }
}

Step 3

確認執行結果

Hello World!

額外補充：eager(飢餓式) V.S. lazy(懶惰式)

在 Java 的 Singleton Pattern 之中，有兩種實作方式，一種是飢餓式(eager)，一種是懶惰式(lazy)。

書上翻譯成飢餓，但 eager 應為"渴望、熱切的"，在建立物件實例比較積極，
所以再載入類別時就建立實例。上述的實例就是屬於 eager。
重點是這行: private static SingleObject instance = new SingleObject();

而懶惰式，就是懶，你知道的...懶人都是最後關頭才要做事XD

所以等到真正要使用時才會建立物件實例，如果一直不需要此物件，就不會創造物件實例。
有延遲載入的概念，可以節省資源，不用一開始就把所有的資料載入。
請看此範例~ 一開始設為 null ，並把 getInstance() 稍作修改

延伸閱讀：

1. Design Patterns 筆記 - Overview
2. Design Patterns 筆記 - Categories 分類條列 (其他Design Pattern 介紹)

Reference:

1. tutorialspoint
2. 王者歸來：品味Java的21種設計模式

If you want to use (copy, paste or quote) my original article, please contact me through email (autek.roy@gmail.com). If there is any mistake or comment, please let me know. :D

如要使用(複製貼上或轉載)作者原創文章，請來信跟我聯絡 (autek.roy@gmail.com)。如果有發現任何的錯誤與建議請留言或跟我連絡。 : )