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程序设计之-单例模式VS静态方法

2013-09-28 
程序设计之---单例模式VS静态方法我们在设计程序经常会有这种需求 , 某个类里的方法能够全局访问. 在这种

程序设计之---单例模式VS静态方法

我们在设计程序经常会有这种需求 , 某个类里的方法能够全局访问. 在这种情况下有两种实现方案 : 

1>单例模式(Singleton);

2>静态方法.

但是, 对于这两种实现方式 , 那种更好呢?

在国内论坛上看了一下其他的一些看法 : 

http://hi.baidu.com/jiangzhong8715/item/c8b66e3d6afd2f677c034b07 : 

关于这个问题,下面是一些同仁的观点:
观点一:(单例)
单例模式比静态方法有很多优势:
首先,单例可以继承类,实现接口,而静态类不能(可以集成类,但不能集成实例成员);
其次,单例可以被延迟初始化,静态类一般在第一次加载是初始化;
再次,单例类可以被集成,他的方法可以被覆写;
最后,或许最重要的是,单例类可以被用于多态而无需强迫用户只假定唯一的实例。举个例子,你可能在开始时只写一个配置,但是以后你可能需要支持超过一个配置集,或者可能需要允许用户从外部从外部文件中加载一个配置对象,或者编写自己的。你的代码不需要关注全局的状态,因此你的代码会更加灵活。
观点二:(静态方法)
静态方法中产生的对象,会随着静态方法执行完毕而释放掉,而且执行类中的静态方法时,不会实例化静态方法所在的类。如果是用singleton, 产生的那一个唯一的实例,会一直在内存中,不会被GC清除的(原因是静态的属性变量不会被GC清除),除非整个JVM退出了。这个问题我之前也想几天,并且自己写代码来做了个实验。

观点三:(Good!)
由于DAO的初始化,会比较占系统资源的,如果用静态方法来取,会不断地初始化和释放,所以我个人认为如果不存在比较复杂的事务管理,用singleton会比较好。个人意见,欢迎各位高手指正。 
总结:大家对这个问题都有一个共识:那就是实例化方法更多被使用和稳妥,静态方法少使用。
有时候我们对静态方法和实例化方法会有一些误解。
1、大家都以为“ 静态方法常驻内存,实例方法不是,所以静态方法效率高但占内存。”
事实上,他们都是一样的,在加载时机和占用内存上,静态方法和实例方法是一样的,在类型第一次被使用时加载。调用的速度基本上没有差别。
2、大家都以为“ 静态方法在堆上分配内存,实例方法在堆栈上”
事实上所有的方法都不可能在堆或者堆栈上分配内存,方法作为代码是被加载到特殊的代码内存区域,这个内存区域是不可写的。
方法占不占用更多内存,和它是不是static没什么关系。 
因为字段是用来存储每个实例对象的信息的,所以字段会占有内存,并且因为每个实例对象的状态都不一致(至少不能认为它们是一致的),所以每个实例对象的所以字段都会在内存中有一分拷贝,也因为这样你才能用它们来区分你现在操作的是哪个对象。 
但方法不一样,不论有多少个实例对象,它的方法的代码都是一样的,所以只要有一份代码就够了。因此无论是static还是non-static的方法,都只存在一份代码,也就是只占用一份内存空间。 
同样的代码,为什么运行起来表现却不一样?这就依赖于方法所用的数据了。主要有两种数据来源,一种就是通过方法的参数传进来,另一种就是使用class的成员变量的值……

3、大家都以为“实例方法需要先创建实例才可以调用,比较麻烦,静态方法不用,比较简单”
事实上如果一个方法与他所在类的实例对象无关,那么它就应该是静态的,而不应该把它写成实例方法。所以所有的实例方法都与实例有关,既然与实例有关,那么创建实例就是必然的步骤,没有麻烦简单一说。
当然你完全可以把所有的实例方法都写成静态的,将实例作为参数传入即可,一般情况下可能不会出什么问题。
从面向对象的角度上来说,在抉择使用实例化方法或静态方法时,应该根据是否该方法和实例化对象具有逻辑上的相关性,如果是就应该使用实例化对象 反之使用静态方法。这只是从面向对象角度上来说的。
如果从线程安全、性能、兼容性上来看 也是选用实例化方法为宜。
我们为什么要把方法区分为:静态方法和实例化方法 ?
如果我们继续深入研究的话,就要脱离技术谈理论了。早期的结构化编程,几乎所有的方法都是“静态方法”,引入实例化方法概念是面向对象概念出现以后的事情了,区分静态方法和实例化方法不能单单从性能上去理解,创建c++,java,c#这样面向对象语言的大师引入实例化方法一定不是要解决什么性能、内存的问题,而是为了让开发更加模式化、面向对象化。这样说的话,静态方法和实例化方式的区分是为了解决模式的问题。
拿别人一个例子说事:
比如说“人”这个类,每个人都有姓名、年龄、性别、身高等,这些属性就应该是非静态的,因为每个人都的这些属性都不相同;但人在生物学上属于哪个门哪个纲哪个目等,这个属性是属于整个人类,所以就应该是静态的——它不依赖与某个特定的人,不会有某个人是“脊椎动物门哺乳动物纲灵长目”而某个人却是“偶蹄目”的  


在国外一些论坛的看法(重点) : 

http://javarevisited.blogspot.com/2013/03/difference-between-singleton-pattern-vs-static-class-java.html

但是该连接好像只能翻墙才能查看. 故再次给大家做一个翻译(翻译的不好之处请多批评指正) : 

在这边文章中有两个术语 : 单例和静态类(所有的方法成员都是静态的) , 下面只给大家说说该文章的重点 : 

1>什么时候使用静态类代替singleton : 

这里有几个很好的静态类比singleton更好的应用场景. 最基本的例子就是在Java中的java.lang.Math类的实现方式, Math类就是用过静态方法来实现的,而不是单例来实现的.

总结 : 

如果你的singleton不提维持任何状态, 仅仅是提供全局的访问 , 这个时候就适合用静态类 , 这样速度也更快, 因为static bind在编译期间(compile during) . 记住不经意维持子类的状态 , 尤其是在并发的情况下, 多个线程并发修改,这容易导致不容易发现的race condition 关于race condition .


静态类适用于一些工具类 , 其他的如单个访问资源就可以用singleton.

2>静态类和singleton之间的区别 : 

① static类有更好的访问效率(Static class provides better performance than Singleton pattern, because static methods are bonded on compile time)

② static方法不能覆写(override) , singleton可以. 我们可以继承一个singleton的类, 然后重写它.

③ singleton比static class更容易测试. 那个容易模拟(mock), 哪个就容易测试. singleton很容易用JUnit测试, 因为你能够传递mock对象, 当singleton需要的时候(作为方法参数或者构造函数参数),

④ 如果你的需求是维护(maintain)状态, 那么singleton比static class更好 , 如果使用static class会出现一些问题.

⑤ singleton支持延迟加载 , 而static class 则不支持这样的特性 , 在重量级的对象, 延迟加载就显得非常重要.

⑥ 在一些依赖注入(Dependency injection framework)的框架 , 它能够很好的管理singleton对象 . 例如Spring.


3>singleton相对于静态类的一些高级特点 : 

singleton 对于static class 主要的优点是更加面向对象 . 对于singleton你可以使用继承(Inheritance)和多态(polymorphism)来继承一个基类, 实现一个接口, 提供不同功能 的实现. 例如 , Java中java.lang.Runtime ,该类就是一个singleton的, 调用getRuntime(),基于不同的JVM ,返回不同的实现对象, 针对一个一个JVM,确保只有一个Runtime对象 , 如果使用static class就不能很好的来实现这样的功能了 . 

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