单例模式设计与实现

实验报告
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指导老师:
日期:
福州理工学院工学院
二〇一七年三月
实验7 [单例模式的应用]
一、实验目的
1．理解单例模式的定义
2．掌握单例模式的结构类图和典型代码
二、实验准备与环境
1.实验准备
单例模式类图 2.实验环境
StarUML （或Visio...）
三、实验要求
1、世界上只有一个月亮，月亮的直径是3476.28km ，无论在中国还是在美国，我们所看到的都是同一个月亮。

使用单例模式实现无论我们在哪所看到的月亮是同一个月亮（饿汉单例模式、懒汉单例模式），绘制类图并编程实现。

2、使用单例模式的思想模拟实现数据库连接池功能，确保系统中连接类的对象只能存在有限个，如两个或三个，设计并编写代码实现一个多例类。

四、实验步骤
1.1单例模式的结构与实现：
结构如图所示。

Singleton
-instance : Singleton
-+Singleton ()
getInstance ()...
: Singleton
1.2 单例模式的实现
单例模式的两种模式：
第一种：懒汉式单例
该模式的特点是类加载时没有生成单例，只有当第一次调用getMood 方法时才去创建这个单例。

代码如下：
public class Mood {
private static Mood mood=null;
private static double distance=3476.28;
private Mood() {
System.out.println("产生一个月亮");
}
public static synchronized Mood getMood() {
//在getMood方法上加上同步
if(mood==null) {
mood=new Mood();
}else {
System.out.println("已经产生了一个月亮，不能产生新的月亮！");
}
return mood;
}
public void getDistance() {
System.out.println("我是月亮，我的直径是："+distance+"km.");
}
}
运行结果如下：
第二种：饿汉式单例
该模式的特点是类一旦加载就创建一个单例，保证在调用getMood 方法之前单例已经存在了。

public class HungryMood {
private static final HungryMood mood=new HungryMood();
private static double distance=3476.28;
private HungryMood() {
System.out.println("产生一个月亮");
}
public static HungryMood getHungryMood() {
return mood;
}
public void getDistance() {
System.out.println("我是月亮，我的直径是："+distance+"km.");
}
}
运行结果：
2.1单例模式的结构与实现：
结构如图所示。

实现代码：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
public class SQLConnectionPools {
private static int maxNumOfConnection= 3;
private static ArrayList<String> connectionInfoList = new ArrayList<>(maxNumOfConnection);
private static ArrayList<SQLConnectionPools> connArrayList = new
ArrayList<>(maxNumOfConnection);
private static int currNumOfConnection =0;
private SQLConnectionPools() {
// TODO Auto-generated constructor stub
}
private SQLConnectionPools(String info) {
connectionInfoList.add(info);
}
static{
for (int i = 0; i < maxNumOfConnection; i++) {
connArrayList.add(new SQLConnectionPools(i+"号连接"));
}
}
public static SQLConnectionPools getInstance() {
Random random = new Random();
currNumOfConnection = random.nextInt(maxNumOfConnection);
return connArrayList.get(currNumOfConnection);
}
public void connectionInfo() {
System.out.println(connectionInfoList.get(currNumOfConnection));
}
}
运行结果：
五、讨论与分析
本次实验前面分析了单例模式的结构与特点，可以总结出以下是它通常适用的场景的特点：
1、在应用场景中，某类只要求生成一个对象的时候，如一个班中的班长、每个人的身份证号等。

2、当对象需要被共享的场合。

由于单例模式只允许创建一个对象，共享该对象可以节省内存，并加快对象访问速度。

如Web 中的配置对象、数据库的连接池等。

3、当某类需要频繁实例化，而创建的对象又频繁被销毁的时候，如多线程的线程池、网络连接池等。

六、总结
通过本次实验，让我对单例模式有了清晰的认识，并且在单例模式的基础上扩充多例模式的实现场景和方法，多例模式其实就是限制了对象的数量，并且有可能对对象进行重复使用。

根据实验可以总结出多例模式的几点特点：
1：多例可以有多个实例
2: 多例类必须能够自我创建并管理自己的实例，并且向外界提供自己的实例。

教师评阅。