程序设计之 同步静态方法和单例模式的选择

一、问题的引出

目的：设计一个加密的工具类。

写法一：【单例模式】

public class CipherUtils {
	private List key;
	private static CipherUtils instance;
	private CipherUtils(String... args){
		// TODO 比较复杂的初始化KEY的过程
	} 
	public static boolean initInstance(String... args){
		instance = new CipherUtils(args);
		return true;
	}
	public static CipherUtils getInstance(){
		return instance;
	}
	
	// 正在用到的加密方法
	public String doCipher(String... args){
		// TODO
		Map map = new HashMap();
		map.put("key", key);
		return null;
	}
}

》》调用方法：

CipherUtils cu= CipherUtils.getInstance();

                cu.doCipher(...);

写法二：【静态方法模式】　　

public class CipherUtils {
	private static List key;
	// 正在用到的加密方法
	public static String doCipher(String... args){
		// TODO
		Map map = new HashMap();
		map.put("key", key);
		return null;
	}
	// 比较复杂的初始化KEY的过程
	public static void initKey(String... args){
		// TODO
	}
}

》》调用方法：CipherUtils.doCipher(...);

注意以上例子，只是一个模拟，真实情况 类的属性可能不止一个，可能有三个以上属性。

写法一的特点：

1、使用时调的方法都是非static的(doCipher等等)

2、类的属性都是非static的。

3、拥有单例模式的所有优点。

写法二的优点：

1、属性和方法都是static的。

2、static是全局共享的，所以也拥有单例模式的核心优点。

另外，还注意到一点，单例模式 有一个比 静态方法模式 更好的地方：

它可以被继承，方法可以被子类重载，所以扩展性更强。

例如一个子类SubCipher重载了doCipher方法，那么调用方式如下：

CipherUtils cu= SubCipher.getInstance();

                cu.doCipher(...);

注意到，调用处（第二行）是无需修改代码的。但是如果是静态方法的话，只能重命名一个方法了，而且调用出还要改代码，比如：

CipherUtils.doCipher_02(...);

二、问题的研究

　　这一部分主要参考了网上3、4篇关于类似问题的讨论。

　　比如：

http://www.blogjava.net/ITdavid/archive/2008/01/22/176939.html

http://wenku.baidu.com/view/f08eb06125c52cc58bd6befe.html

　　具体分析见第三节-总结。

三、总结

　　1、搞清楚单例模式的缺点和优势，不要乱用。

　　　　一般我不用单例模式，因为这样增加了代码管理成本。但是以下几个场景最好用单例模式：

1）场景一：类可能会有继承、方法可能需要重载。（Spring里面有些东西就是这样设计的）

2）场景二：类的所有属性需要保持一致性，（要么都改变，要么都不改变），且这个类的方法较多（5个以上）。单例模式实现这个功能就比较方便，直接把原来缓存的static实例对象整体替换掉，重新new一个就可以了，

但是如果用静态方法来实现，则在更新属性时，需要停止所有的static方法被调用，也就意味着，要在所有的方法中加上synchronized关键字，即：单例模式只需要同步getInstance这个方法就可以，而静态方法模式，需要同步所有的方法。

如果类的实例方法不多，在5个以内，那其实给每个方法都加上synchronized关键字那也无所谓，反正效率上讲，静态方法还稍微高一些，但是如果方法多了，则还是采用单例模式吧。

　　2、就我上面，那个问题而言，最好是采用静态方法模式，因为只有一个doCipher方法，不符合场景二，而且本身是个工具类，无需类的继承，所以也不符合场景一。

        PS：参考Struts的源码，我们其实可以对同步静态方法进行适当改造。单例模式有一个缺点是，无论你做什么操作，都需要同步，性能上稍微低了一点点，

静态方法则可以采用一种“读写锁”的模式，当有“写操作”时，则不允许其他操作，当只有“读操作时”，则不允许“写操作”但是允许其他读操作。其实现可以参考struts的源码：

com.opensymphony.xwork2.util.logging.LoggerFactory;

java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;

java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;