保持对象的单一性 - singleton 和 monostate

        很多时候，我们需要一些特殊的类，这些类因为资源等原因而只能有一个实例，实现这样目的的方式可能有很多，而这里要说的两个模式，通过其表达方式的有效性，能给我们带来很好的“代价/收益”平衡。 记得在Robert Martin的经典作品：敏捷软件开发-原则、模式与实践 中，这两个模式也是被单独提出来的。
       1. Singleton
       这个大概是学习设计模式时最先能够掌握和应用的一个模式，中文也常称为单件模式，其设计虽然简单，却具有很强的表达力。像我们在连接数据库时，不希望每次都打开一个新的连接，这个时候就可以用Singleton来设计这个连接，每次都通过Singleton来得到一个相同的连接（当然，singleton也可以扩展为提供n个实例，这就相当于一个连接池了）。
       Singleton的实现很简单，其提供一个公有的静态方法去访问Singleton实例，而将构造函数用private屏蔽，如下面代码所示：

public class Singleton
...{
     private static Singleton instance = null;      //Singleton 的实例
     
     private Singleton () ...{}                                 //用private屏蔽掉构造函数

     public static Singleton getInstance()     //这个函数用来得到Singleton的实例
     ...{
           if (instance == null)
                instance = new Singleton();
           return instance;
      }
}

       2. Monostate
       singleton非常好的完成了对单个实例的限制，但是使用如Singleton.getInstance()这样的方法时，使用者就知道这是个单件，也就是说singleton对于客户（这里的客户是指使用singleton的代码）来说是不透明的。而monostate的表现恰恰和singleton相反，其对于不同的实例，使用起来却像同一个对象。
       如何实现这样的效果呢，singleton中构造函数是私有的（private），monostate因为要创建不同实例，构造函数必须是public，我们只需再将getInstance从静态函数变为非静态的即可。这是代码示例：      

public class Monostate
...{
    private static int a = 0;  //需要使用单一实例的对象（这里是个int的整数）

    public Monostate () ...{}  //这里是公有的构造函数了

    public int getA()
    ...{
          return a;
     }
    
    public void setA( int a ) //如果需要对其设值，可以加上set函数
    ...{
          this.a=a;
     }
}

       可以看到，monostate实际上就是用成员函数来操作静态变量，而这种使用是对于客户透明的。而在实际的使用中，调用方式也会不一样，如：

public void test()
...{
     Singleton s1 = Singleton.getInstance();    //得到Singleton的实例  （注意，我们没有用 new）
     Singleton s2 = Singleton.getInstance();  //再次得到Singleton的实例
     assertSame(s1,s2);                                 //这两个是一样的
     
     Monostate m1 = new Monostate();         //new 一个Monostate
     Monostate m2 = new Monostate();         //new 另一个Monostate
     
     m1.setA(5); 
     System.out.println(m2.getA());                 //这里的结果是打出5
}

       Singleton和Monostate的区别：
       可以从他们的实现上看到，虽然singleton和monostate都是为了保持对象的单一性，但是前者则是在结构上限制单一性，而后者则是从行为上强制其单一性，并没有对结构进行限制，也正是因为这样，monostate对于客户透明而singleton则不行。 在实际的使用中，我们需要根据实际情况决定使用什么样的机制，除去前面所说的透明性，平台和资源占用也是进行选择的因素，monostate是不可以跨多个平台使用的，而singleton则可以通过如RMI等合适的中间件进行跨平台或跨虚拟机使用；同时，和singleton用getInstance返回同一个对象不同的是，monostate创建时是new出来的一个个对象，而这些对象的创建和回收都会占用资源；再者，singleton没有使用时是不创建对象的，而monostate则肯定为其对象申请内存。