爪哇語言單態創立性模式介紹(下)

2019-11-18 12:16:33

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　　登記式單態類
　　登記式單態類是GoF為了克服餓漢式單態類及懶漢式式單態類均不可繼續的缺點而設計的。作者把他們的例子翻譯為爪哇語言,并將它自己實例化的方式從懶漢式改為餓漢式。只是它的子類實例化的方式只能是懶漢式的,這是無法改變的。
　　　爪哇語言單態創立性模式介紹(下)（圖一）

　　圖4. 登記式單態類的一個例子　
　　圖中的關系線表明,此類自已將自己實例化。
　　package com.javapatterns.singleton.demos;
　　import java.util.HashMap;
　　public class RegSingleton {
　　　PRotected RegSingleton() {}
　　　static public RegSingleton getInstance(String name)
　　　{
　　if (name == null)
　　{
　　　name = "com.javapatterns.singleton.demos.RegSingleton";
　　}
　　if (m_registry.get(name) == null)
　　{
　　　try
　　　{
　　m_registry.put( name, Class.forName(name).newInstance() ) ;
　　　}
　　　catch(Exception e)
　　　{
　　　　System.out.println("Error happened.");
　　　}
　　}
　　return (RegSingleton) (m_registry.get(name) );
　　　}
　　　static private HashMap m_registry = new HashMap();
　　　static
　　　{
　　RegSingleton x = new RegSingleton();
　　m_registry.put( x.getClass().getName() , x);
　　　}
　　　public String about()
　　　{
　　return "Hello, I am RegSingleton.";
　　　}
　　}
　　代碼清單4. 登記式單態類。(注重為簡單起見，這里沒有考慮多線程訪問限制的問題，讀者可自行加入一個有雙重檢查的訪問限制)
　　它的子類
　　　爪哇語言單態創立性模式介紹(下)（圖二）

　　圖5. 登記式單態類子類的一個例子。
　　圖中的關系線表明,此類是由父類將自己實例化的?！?br />　　package com.javapatterns.singleton.demos;
　　import java.util.HashMap;
　　public class RegSingletonChild extends RegSingleton
　　{
　　　public RegSingletonChild() {}
　　　static public RegSingletonChild getInstance()
　　　{
　　return (RegSingletonChild) RegSingleton.getInstance(
　　"com.javapatterns.singleton.demos.RegSingletonChild" );
　　　}
　　　public String about()
　　　{
　　return "Hello, I am RegSingletonChild.";
　　　}
　　}
　　代碼清單5. 登記式單態類的子類。
　　在GoF原始的例子中，并沒有getInstance()方法，這樣得到子類必須調用文類的getInstance(String name) 方法，并傳入子類的名字，很不方便。作者在登記式單態類子類的例子里,加入了getInstance()方法,這樣做的好處是RegSingletonChild 可以通過這個方法,返還自已的實例,而這樣做的缺點是,由于數據類型不同,無法在RegSingleton提供這樣一個方法。
　　由于子類必須充許父類以構造子調用產生實例，因此它的構造子必須是公開的。這樣一來，就等于答應了以這樣方式產生實例而不在父類的登記中。這是登記式單態類的一個缺點。
　　GoF曾指出，由于父類的實例必須存在才可能有子類的實例，這在有些情況下是一個浪費。這是登記式單態類的另一個缺點。
　　爪哇語言里的垃圾回收
　　爪哇語言里垃圾回收使得單態類的使用變得有點復雜。原因就在于JDK1.1版里加進去的類的自動清除。這種類的垃圾回收會清除掉類本身,而不僅僅是對象!事實上JDK1.1甚至可以清除掉一些系統類!
　　在JDK1.0.x版本里,類的自動清除尚未加入。
　　在JDK1.2及以后的版本里,升陽公司又收緊了類的垃圾回收規則,它規定,所有通過局部的和系統的類加載器加載的類,永不被回收。并且,通過其它類加載器加載的類,只有在加載器自己被回收后才可被回收。
　　在1.1版JDK里使用單態類的讀者,假如不了解這一版爪哇語言的特點,很有可能會碰到類消失掉的奇異問題。為了使你的單態類能在所有版本的爪哇環境里使用,作者非凡提供一個"看管"類程序,它能保證你的單態類, 甚至其它任何對象,一旦交給"看管"對象,即不會莫名其妙地被垃圾回收器回收,直到你把它從"看管" 那里把它釋放出來。
　　　爪哇語言單態創立性模式介紹(下)（圖三）

　　圖6. "看管"類的一個例子　
　　package com.javapatterns.singleton.demos;
　　import java.util.Vector;
　　/**
　　* This class keeps your objects from garbage collected
　　*/
　　public class ObjectKeeper extends Thread {
　　　private ObjectKeeper()
　　　{
　　new Thread(this).start();
　　　}
　　　public void run()
　　　{
　　try { join(); }
　　catch (InterruptedException e) {}
　　　}
　　　/**
　　　* Any object passed here will be kept until you call discardObject()
　　　*/
　　　public static void keepObject(Object myObject)
　　　{
　　System.out.println(" Total number of kept objects: " +　　　　 m_keptObjects.size());
　　m_keptObjects.add(myObject);
　　System.out.println(" Total number of kept objects: " + 　　　　　　　　　　m_keptObjects.size());
　　　}
　　　/**
　　　* This method will remove the protect of the object you pass in and make it
　　　* available for Garbage Collector to collect.
　　　*/
　　　public static void discardObject(Object myObject)
　　　{
　　System.out.println(" Total number of kept objects: " + 　　　　　　　　　　m_keptObjects.size());
　　m_keptObjects.remove(myObject);
　　System.out.println(" Total number of kept objects: " + 　　　　　　　　　　m_keptObjects.size());
　　　}
　　　private static ObjectKeeper m_keeper = new ObjectKeeper();
　　　private static Vector m_keptObjects = new Vector();
　　}　
　　代碼清單6. 看管類的一個實現。
　　看管類應當自我實例化,而且在每個系統里只需一個實例。這就意味著看管類本身就應當是單態類。當然，類消失的事情絕不可以發生在它自己身上。作者提供的例子剛好滿足所有的要求。
　　一個實用的例子
　　這里作者給出一個讀取屬性(properties)文件的單態類，作為單態類的一個實用的例子。屬性文件如同老式的視窗編程時的.ini文件，屬于系統的“資源“，而讀取屬性文件即為資源治理，顯然應當由一個單態類負責。
　　　爪哇語言單態創立性模式介紹(下)（圖四）

　　圖7. 這個例子的UML　
　　顯然，在大多數的系統中都會涉及屬性文件的讀取問題，因而這個例子非常有實用價值。在這個例子里，作者假定需要讀取的屬性文件就在當前目錄中，且名為singleton.properties。在這個文件中有如下的一些屬性項：
　　node1.item1=How
　　node1.item2=are
　　node2.item1=you
　　node2.item2=doing
　　node3.item1=?
　　代碼清單7. 屬性文件內容
　　本例子的源代碼如下：
　　package com.javapatterns.singleton.demos;
　　import java.util.Properties;
　　import java.io.FileInputStream;
　　import java.io.File;
　　public class ConfigManager
　　{
　　　/**
　　　* 私有的構造子, 用以保證實例化的唯一性
　　　*/
　　　private ConfigManager()
　　　{
　　m_file = new File(PFILE);
　　m_lastModifiedTime = m_file.lastModified();
　　if(m_lastModifiedTime == 0)
　　{
　　　System.err.println(PFILE + " file does not exist!");
　　}
　　m_props = new Properties();
　　try
　　{
　　　m_props.load(new FileInputStream(PFILE));
　　}
　　catch(Exception e)
　　{
　　　e.printStackTrace();
　　}
　　　}
　　　/**
　　　*
　　　* @return 返還ConfigManager類的單一實例
　　　*/
　　　synchronized public static ConfigManager getInstance()
　　　{
　　return m_instance;
　　　}
　　　/**
　　　* 讀取一特定的屬性項
　　　*
　　　* @param name 屬性項的項名
　　　* @param defaultVal 屬性項的缺省值
　　　* @return 屬性項的值(如此項存在), 缺省值(如此項不存在)
　　　*/
　　　final public Object getConfigItem(String name, Object defaultVal)
　　　{
　　long newTime = m_file.lastModified();
　　// 檢查屬性文件是否被其它程序(多數情況是程序員手動)修改過。
　　// 假如是，重新讀取此文件。
　　if(newTime == 0)
　　{
　　　// 屬性文件不存在
　　　if(m_lastModifiedTime == 0)
　　　{
　　　　System.err.println(PFILE + " file does not exist!");
　　　}
　　　else
　　　{
　　　　System.err.println(PFILE + " file was deleted!!");
　　　}
　　　return defaultVal;
　　}
　　else if(newTime > m_lastModifiedTime)
　　{
　　　m_props.clear

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