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详解Ruby设计模式编程中对单例模式的运用

2015年11月30日 作者：michael_roshen

简介
      单例模式是设计模式中最简单的形式之一。这一模式的目的是使得类的一个对象成为系统中的唯一实例。要实现这一点，可以从客户端对其进行实例化开始。因此需要用一种只允许生成对象类的唯一实例的机制，“阻止”所有想要生成对象的访问。使用工厂方法来限制实例化过程。这个方法应该是静态方法（类方法），因为让类的实例去生成另一个唯一实例毫无意义。


要点
      显然单例模式的要点有三个；一是某个类只能有一个实例；二是它必须自行创建这个实例；三是它必须自行向整个系统提供这个实例。
      从具体实现角度来说，就是以下三点：一是单例模式的类只提供私有的构造函数，二是类定义中含有一个该类的静态私有对象，三是该类提供了


singleton

class ClassVariableTester 
 @@class_count = 0 
 
 def initialize 
  @instance_count = 0 
 end 
 
 def increment 
  @@class_count = @@class_count + 1 
  @instance_count = @instance_count + 1 
 end 
 
 def to_s 
  "class count :#{@@class_count} -- instance count :#{@instance_count}" 
 end 
  
end 
 
cv1 = ClassVariableTester.new 
cv1.increment 
cv1.increment 
puts("cv1:#{cv1}") 
cv2 = ClassVariableTester.new 
puts("cv2:#{cv2}") 
 
#cv1:class count :2 -- instance count :2 
#cv2:class count :2 -- instance count :0

 
当创建了第二个对象时，@@class_count 为2，二@instance_count为0，因为类变量被所有实例所共享，党cv1.increment调用了两次以后@@class_count为2，创建第二个ClassVariableTester对象cv2的时候，共享了@@class_count，所以此时的@@class_count仍为2。
而实例变量只能为当前对象服务，所以实例对象cv2的@@instance_count为0 
类变量的这种特性是一种单例模式  
 

class SimpleLogger 
 
 @@instance = SimpleLogger.new 
  
 def self.get_instance 
  @@instance 
 end 
 
 private_class_method :new 
end 
 
sl1 = SimpleLogger.get_instance 
sl2 = SimpleLogger.get_instance 
puts sl1 == sl2

 
结果为：true 。
采用一个类变量来保存仅有的一个类的实例，同时需要一个类方法返回这个单例实例。  
 
但是通过SimpleLogger.new还是可以创建另一个实例对象，因此需要把着个new方法设为私有的。  

sl3 = SimpleLogger.new 
 private method `new' called for SimpleLogger:Class (NoMethodError) 
 
require 'singleton' 
class SimpleLogger 
 include Singleton 
 
end 
 
#puts SimpleLogger.new 
sl1 = SimpleLogger.instance 
sl2 = SimpleLogger.instance 
puts sl1 == sl2

 
结果为：true 
 
Ruby类库中提供了singleton，来简化单例类的创建。 
混入Singleton，就省略了创建类变量，初始化单例实例，创建类级别的instance方法，以及将new设为私有。 
通过SimpleLogger.instance来获取日志器的单例。 
 
但是两种方式还是又差异的。 
第一种方式称之为“勤性单例(eager instantiation)”。 
在确实需要之前就创建了实例对象。 
第二种方式称之为“惰性单例(lazy instantiation)” 
在调用instance时才会去创建  。
 
但是这个Singleton不能真正的阻止任何事情，可以用过public_class_method改变new方法的为公用的。 
打开类，设置new方法为public之后，就可以用SimpleLogger.new来创建对象了。  

class SimpleLogger 
 public_class_method :new 
end 
 
puts SimpleLogger.new

再来分两种情况：

(一)使用全局变量，尽量不要使用全局变量，因为全局变量是程序紧密的耦合在一起， 
其实单例模式和全局变量的作用是一样的， 
$logger = SimpleLogger.new 

(二)使用类作为单例，  

class SimpleLogger 
  
 WARNING = 1 
 INFO = 2 
 
 def initialize(file) 
  @@log = File.open(file, "w") 
  @@level = WARNING 
 end 
  
 
 def self.warning(msg) 
  puts @@level > WARNING 
  @@log.puts(msg) if @@level > WARNING 
  @@log.flush 
 end 
 
 def self.level 
  @@level 
 end 
 
 def self.level=(new_level) 
  @@level = new_level 
 end 
  
end 
SimpleLogger.new("test.txt") 
puts SimpleLogger.level 
SimpleLogger.level = SimpleLogger::INFO 
puts SimpleLogger.level 
SimpleLogger.warning("warning")

 

实例

require 'rubygems'
require 'watir'
require 'singleton'
class AutoTest
 include Singleton
 def OpenUrl(url)
  @browser= Watir::Browser.new
  @browser.goto(url)
  @url=url
 end
 def set_textarea(text)
  @browser.text_field(:id,'kw').set(text)
 end
 def click
  @browser.button(:id,'su').click
 end
end
test,test2 = AutoTest.instance
test.OpenUrl('http://www.baidu.com')
test.set_textarea('aslandhu')
test.click

 
这里虽然创建了两个AutoTest实例，但是第二个实例其实为nil，也就是说并没有创建成功。
 

require 'rubygems'
require 'watir'
require 'singleton'
require 'thread'
class TestOneObj
 
end
class <<TestOneObj
 include Singleton
 def instance
  @browser= Watir::Browser.new
  self
 end
 def openurl(url)
  @browser.goto(url)
 end
 def set_textarea(text)
  @browser.text_field(:id,'kw').set(text)
 end
  def click
  @browser.button(:id,'su').click
  end
end
test = TestOneObj.instance
test2 = TestOneObj.instance
p test.inspect
p test2.inspect
test.openurl('www.baidu.com')
test2.set_textarea('aslandhu')
test.click

上面这段代码试图创建两个Browser对象，但事实上创建的两个对象均为同一个。虽然打开了两个IE窗口，但是对象还是一个，即test与test2是同一个对象。

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