程式設計之 同步靜態方法和單例模式的選擇

Zollty發表於2013-08-28
程式設計單例模式

 

一、問題的引出

目的：設計一個加密的工具類。

寫法一：【單例模式】

public class CipherUtils {
	private List key;
	private static CipherUtils instance;
	private CipherUtils(String... args){
		// TODO 比較複雜的初始化KEY的過程
	} 
	public static boolean initInstance(String... args){
		instance = new CipherUtils(args);
		return true;
	}
	public static CipherUtils getInstance(){
		return instance;
	}
	
	// 正在用到的加密方法
	public String doCipher(String... args){
		// TODO
		Map map = new HashMap();
		map.put("key", key);
		return null;
	}
}

》》呼叫方法：

CipherUtils cu= CipherUtils.getInstance();

                cu.doCipher(...);

寫法二：【靜態方法模式】　　

public class CipherUtils {
	private static List key;
	// 正在用到的加密方法
	public static String doCipher(String... args){
		// TODO
		Map map = new HashMap();
		map.put("key", key);
		return null;
	}
	// 比較複雜的初始化KEY的過程
	public static void initKey(String... args){
		// TODO
	}
}

》》呼叫方法：CipherUtils.doCipher(...);

 

注意以上例子，只是一個模擬，真實情況 類的屬性可能不止一個，可能有三個以上屬性。

 

寫法一的特點：

1、使用時調的方法都是非static的(doCipher等等)

2、類的屬性都是非static的。

3、擁有單例模式的所有優點。

寫法二的優點：

1、屬性和方法都是static的。

2、static是全域性共享的，所以也擁有單例模式的核心優點。

 

另外，還注意到一點，單例模式 有一個比 靜態方法模式 更好的地方：

它可以被繼承，方法可以被子類過載，所以擴充套件性更強。

例如一個子類SubCipher過載了doCipher方法，那麼呼叫方式如下：

CipherUtils cu= SubCipher.getInstance();

                cu.doCipher(...);

注意到，呼叫處（第二行）是無需修改程式碼的。但是如果是靜態方法的話，只能重新命名一個方法了，而且呼叫出還要改程式碼，比如：

CipherUtils.doCipher_02(...);

 

二、問題的研究

　　這一部分主要參考了網上3、4篇關於類似問題的討論。

　　比如：

http://www.blogjava.net/ITdavid/archive/2008/01/22/176939.html

http://wenku.baidu.com/view/f08eb06125c52cc58bd6befe.html

　　具體分析見第三節-總結。

 

三、總結

 

　　1、搞清楚單例模式的缺點和優勢，不要亂用。

　　　　一般我不用單例模式，因為這樣增加了程式碼管理成本。但是以下幾個場景最好用單例模式：

1）場景一：類可能會有繼承、方法可能需要過載。（Spring裡面有些東西就是這樣設計的）

2）場景二：類的所有屬性需要保持一致性，（要麼都改變，要麼都不改變），且這個類的方法較多（5個以上）。單例模式實現這個功能就比較方便，直接把原來快取的static例項物件整體替換掉，重新new一個就可以了，

但是如果用靜態方法來實現，則在更新屬性時，需要停止所有的static方法被呼叫，也就意味著，要在所有的方法中加上synchronized關鍵字，即：單例模式只需要同步getInstance這個方法就可以，而靜態方法模式，需要同步所有的方法。

如果類的例項方法不多，在5個以內，那其實給每個方法都加上synchronized關鍵字那也無所謂，反正效率上講，靜態方法還稍微高一些，但是如果方法多了，則還是採用單例模式吧。

 

　　2、就我上面，那個問題而言，最好是採用靜態方法模式，因為只有一個doCipher方法，不符合場景二，而且本身是個工具類，無需類的繼承，所以也不符合場景一。

 

        PS：參考Struts的原始碼，我們其實可以對同步靜態方法進行適當改造。單例模式有一個缺點是，無論你做什麼操作，都需要同步，效能上稍微低了一點點，

靜態方法則可以採用一種“讀寫鎖”的模式，當有“寫操作”時，則不允許其他操作，當只有“讀操作時”，則不允許“寫操作”但是允許其他讀操作。其實現可以參考struts的原始碼：

com.opensymphony.xwork2.util.logging.LoggerFactory;

java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;

java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

 

 

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