设计模式创建型模式(一)分析报告.doc

第2章 创建型模式（一） 创建型模式（Creational Pattern）对类的实例化过程进行了抽象，能够使软件模块做到与对象创建和组织的无关性。为了使体系结构更加清晰，一些软件在设计上要求当创建类的具体实例时，能够根据具体的语境来动态地决定怎样创建对象，创建哪些对象，以及怎样组织和表示这些对象，而创建型模式所要描述的就是该如何来解决这些问题。 按照生成目标的不同，创建型模式可以分为类的创建型模式和对象的创建型模式两种： 类的创建型模式 类的创建型模式通过使用继承关系，将类的创建交由具体的子类来完成，这样就向外界隐藏了如何得到具体类的实现细节，以及这些类的实例是如何被创建和组织在一起的。 对象的创建型模式 对象的创建型模式通过把对象的创建委托给另一个对象来完成，可以根据语境动态地决定生成哪些具体类的实例，同时还可以向外界隐藏这些实例是如何被创建以及如何被组织在一起的细节。 所有的创建型模式都有两个永恒的主旋律：第一，它们都将系统使用哪些具体类的信息封装起来；第二，它们隐藏了这些类的实例是如何被创建和组织的。外界对于这些对象只知道它们共同的接口，而不清楚其具体的实现细节。正因如此，创建型模式在创建什么（what），由谁（who）来创建，以及何时（when）创建这些方面，都为软件设计者提供了尽可能大的灵活性。 单例模式是设计模式中使用很频繁的一种模式，在各种开源框架、应用系统中多处应用。在开发软件应用程序过程中，随着应用程序的开发，会出现重复性的模式。随着这个软件系统的开发，很多相同的模式会逐渐显现出来。 2.1.1 概述 1、名称 单例模式又叫做单态模式或者单件模式。保证一个类在程序中仅有一个实例对象，并提供一个访问它的全局访问点。单例模式中的“单例”通常用来代表那些本质上具有唯一性的系统组件（或者叫做资源）。比如文件系统、资源管理器等等。 这就提出了一个问题：如何绕过常规的构造器，提供一种机制来保证一个类只有一个实例？客户程序在调用某一个类时，它是不会考虑这个类是否只能有一个实例等问题的，所以，这应该是类设计者的责任，而不是类使用者的责任。 从另一个角度来说，Singleton模式其实也是一种职责型模式。因为我们创建一个对象，这个对象扮演了独一无二的角色，在这个单独的对象实例中，它集中了它所属类的所有权力，同时它也肩负了行使这种权力的职责！ 2、单例模式的结构 单例模式结构图，如图2-1所示。 图2-1 单例模式类结构 3、意图 保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。 4、适用性 当类只能有一个实例而且客户可以从一个众所周知的访问点访问它时。 当这个唯一实例应该是通过子类化扩展的，并且客户应该无需更改代码就能使用一个扩展的实例时。 5、单例模式的各个角色 定义一个单例类。 2.1.2 作用 它可以解决什么问题，或者换句话说，我们使用它的动机是什么？几乎在每个应用程序中，都需要有一个从中进行全局访问和维护某种类型数据的区域。在面向对象的系统中也有这种情况，在此类系统中，在任何给定时间只应运行一个类或某个类的一组预定义数量的实例。例如，在使用某个类来维护增量计数器时，此简单的计数器类需要跟踪在多个应用程序领域中使用的整数值。此类需要能够增加该计数器并返回当前的值。对于这种情况，所需的类行为应该仅适用一个类实例来维护该整数，而不是使用其它类实例来维护该整数。 在下面的对象图中，有一个“单例对象”，而“客户甲”、“客户乙”和“客户丙”是单例对象的三个客户对象。可以看到，所有的客户对象共享一个单例对象。而且从单例对象到自身的连接线可以看出，单例对象持有对自己的引用。如图2-2所示。 图2-2 单例模式结构图 Singleton模式主要作用是保证在应用程序中，一个类Class只有一个实例存在。在很多操作中，比如建立数据库连接都需要这样单线程操作。一些资源管理器常常设计成单例模式。 如每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler，避免两个打印作业同时输出到打印机。 2.1.3 适用范围 使用Singleton模式有一个必要条件：在一个系统要求一个类只有一个实例时才应当使用单例模式。反过来，如果一个类可以有几个实例共存，就不要使用单例模式。 Singleton模式是限制而不是改进类的创建。 Singleton类中的实例构造器可以设置为Protected以允许子类派生。 Singleton模式一般不要支持Icloneable接口，因为这可能导致多个对象实例，与Singleton模式的初衷违背。 Singleton模式一般不要支持序列化，这也有可能导致多个对象实例，这也与Singleton模式的初衷违背。 Singleton只考虑了对象创建的管理，没有考虑到销毁的管理，就支持垃圾回收的