pengenalan
Pembolehubah Singleton ialah konsep pengaturcaraan yang digunakan untuk menyekat instantiasi kelas kepada satu objek. Dalam erti kata lain, ia memastikan bahawa hanya satu contoh kelas wujud sepanjang pelaksanaan program. Corak reka bentuk ini amat berguna apabila hanya terdapat satu titik global akses kepada sumber yang dikongsi atau apabila anda ingin mengawal bilangan tika kelas untuk menjimatkan sumber sistem.
Sejarah dan Asal Usul Pembolehubah Singleton
Corak reka bentuk Singleton pertama kali diperkenalkan oleh Gang of Four (GoF) dalam buku berpengaruh mereka "Corak Reka Bentuk: Elemen Perisian Berorientasikan Objek Boleh Digunakan Semula" yang diterbitkan pada tahun 1994. Mereka mempersembahkan corak Singleton sebagai corak ciptaan yang digunakan untuk mencipta satu contoh. daripada kelas yang boleh diakses secara global dan dikongsi merentas aplikasi.
Maklumat Terperinci tentang Pembolehubah Singleton
Pembolehubah Singleton dilaksanakan dengan mentakrifkan kelas dengan pembina persendirian dan kaedah statik yang mengembalikan contoh kelas. Kaedah statik ini memastikan bahawa hanya satu contoh kelas dibuat dan dikembalikan, tidak kira berapa kali ia dipanggil. Panggilan seterusnya kepada kaedah statik akan sentiasa mengembalikan contoh yang sama.
Struktur Dalaman Pembolehubah Singleton dan Cara Ia Berfungsi
Struktur dalaman pembolehubah Singleton agak mudah. Ia biasanya terdiri daripada komponen berikut:
-
Pembina Persendirian: Kelas mempunyai pembina peribadi untuk menghalang penciptaan langsung objek menggunakan kata kunci "baru". Ini bermakna objek tidak boleh dijadikan instantiated dari luar kelas.
-
Kaedah Contoh Statik: Kelas mengandungi kaedah statik yang menyediakan akses kepada satu contoh kelas. Kaedah ini bertanggungjawab untuk mencipta contoh jika ia tidak wujud atau mengembalikan contoh sedia ada jika ia wujud.
Analisis Ciri Utama Pembolehubah Singleton
-
Titik Akses Global: Pembolehubah Singleton menyediakan titik akses global kepada sumber atau kefungsian yang dikongsi, membenarkan bahagian aplikasi yang berlainan mengakses kejadian yang sama.
-
Kecekapan Memori: Oleh kerana hanya satu contoh kelas dicipta dan digunakan semula, ia menjimatkan sumber memori dan menghalang penciptaan objek yang tidak perlu.
-
Keselamatan Benang: Corak Singleton yang dilaksanakan dengan betul adalah selamat untuk benang, memastikan berbilang benang tidak dapat mencipta berbilang kejadian serentak.
-
Permulaan Malas: Contoh Singleton boleh dibuat secara malas, iaitu, contoh dibuat hanya apabila kaedah getInstance() dipanggil buat kali pertama.
Jenis Pembolehubah Singleton
Terdapat dua jenis utama pelaksanaan pembolehubah Singleton:
-
Permulaan Bersemangat: Dalam pendekatan ini, contoh dibuat pada masa pemuatan kelas, walaupun ia tidak digunakan dalam program dengan segera.
-
Permulaan Malas: Di sini, contoh dibuat hanya apabila ia pertama kali diminta oleh kaedah getInstance(). Permulaan malas boleh dilakukan menggunakan kaedah yang disegerakkan atau menggunakan penguncian yang disemak dua kali untuk memastikan keselamatan benang.
Mari bandingkan dua jenis menggunakan jadual:
| Permulaan Bersemangat | Permulaan Malas | |
|---|---|---|
| Kebaikan | – Keselamatan benang terjamin<br>- Pelaksanaan mudah | – Menjimatkan memori dengan mencipta contoh hanya apabila diperlukan<br>- Sesuai untuk objek intensif sumber |
| Keburukan | – Menggunakan memori walaupun contoh tidak digunakan serta-merta<br>- Tidak sesuai untuk objek berat sumber | – Memerlukan akses disegerakkan untuk keselamatan benang<br>- Pelaksanaan yang sedikit lebih kompleks |
Cara Menggunakan Pembolehubah Singleton, Masalah dan Penyelesaian
Cara Menggunakan Pembolehubah Singleton:
-
Pengurusan Konfigurasi: Pembolehubah tunggal boleh digunakan untuk mengurus tetapan konfigurasi untuk aplikasi. Satu contoh memastikan tetapan yang konsisten merentas aplikasi.
-
Contoh Logger: Pembalakan adalah keperluan biasa dalam aplikasi. Contoh logger Singleton boleh mengurus mesej log dengan cekap daripada pelbagai bahagian sistem.
Masalah dan Penyelesaian:
-
Isu Multithreading: Jika tidak dilaksanakan dengan betul, berbilang benang mungkin mencipta berbilang kejadian kelas Singleton. Ini boleh dikurangkan menggunakan teknik penyegerakan seperti penguncian semak dua kali atau menggunakan enum (dalam Java) untuk mengendalikan penciptaan tunggal secara tersirat.
-
Ujian Unit: Menguji kelas Singleton boleh mencabar kerana sifat globalnya. Suntikan kebergantungan boleh digunakan untuk memudahkan ujian unit.
Ciri-ciri Utama dan Perbandingan dengan Istilah Serupa
Mari bandingkan Singleton dengan istilah lain yang berkaitan:
| Penggal | Penerangan | Perbezaan dari Singleton |
|---|---|---|
| Singleton | Corak reka bentuk untuk satu contoh setiap kelas | Memastikan hanya satu contoh kelas wujud |
| Kelas Statik | Kelas dengan ahli dan kaedah statik | Mungkin mempunyai berbilang kejadian, tidak terhad kepada satu |
| Objek Global | Objek boleh diakses dari mana-mana bahagian kod | Tidak boleh menguatkuasakan satu instantiasi kelas |
Sebagai corak reka bentuk, Singleton kekal sebagai alat yang berharga dalam pembangunan perisian, terutamanya apabila satu contoh kelas diperlukan. Pada masa hadapan, penambahbaikan dalam ciri bahasa dan corak reka bentuk mungkin menyediakan cara yang lebih elegan untuk mencapai hasil yang serupa. Apabila teknologi berkembang, kaitan dan penggunaan Singleton mungkin menyesuaikan diri dengan sewajarnya.
Cara Pelayan Proksi boleh digunakan atau dikaitkan dengan Pembolehubah Singleton
Pelayan proksi dan pembolehubah Singleton boleh dikaitkan dalam senario di mana satu contoh pelayan proksi diperlukan untuk mengurus komunikasi rangkaian. Corak Singleton memastikan bahawa contoh pelayan proksi dikongsi merentasi aplikasi, menggalakkan penggunaan sumber yang cekap dan pengurusan berpusat.
Pautan Berkaitan
Untuk mendapatkan maklumat lanjut tentang pembolehubah Singleton dan corak reka bentuk, anda boleh merujuk kepada sumber berikut:
- Corak Reka Bentuk: Elemen Perisian Berorientasikan Objek Boleh Digunakan Semula (Amazon)
- Corak Singleton – GeeksforGeeks
- Corak Singleton – Wikipedia
Kesimpulannya, pembolehubah Singleton ialah corak reka bentuk yang berkuasa yang memastikan penciptaan hanya satu contoh kelas, mempromosikan pengurusan sumber yang cekap dan memudahkan titik akses global untuk sumber yang dikongsi. Ia telah menemui aplikasi dalam pelbagai domain dan kekal sebagai alat yang berharga dalam pembangunan perisian. Dengan kemajuan teknologi, corak Singleton akan terus relevan dan berfungsi sebagai asas untuk mencipta aplikasi yang mantap dan cekap.
