7.4 單例模式的擴展 如果一個類可以產生多個對象，對象的數量不受限制，則是非常容易實現的，直接使用new關鍵字就可以了，如果只需要一個對象，使用單例模式就可以了，但是如果要求一個類只能產生兩三個對象呢？該怎么實現？我們還以皇帝為例來說明。 一般情況下，一個朝代的同一個時代只有一個皇帝，那有沒有出現兩個皇帝的情況呢？確實有，就出現在明朝，那三國期間的算不算？不算，各自稱帝，各有各的地盤，國號不同。大家還記得《石灰吟》這首詩嗎？作者是誰？于謙。他是被誰殺死的？明英宗朱祁鎮。對，就是那個在土木堡之變中被瓦剌俘虜的皇帝，被俘虜后，他弟弟朱祁鈺當上了皇帝，就是明景帝，估計剛當上皇帝樂瘋了，忘記把他哥哥朱祁鎮升級為太上皇，在那個時期就出現了兩個皇帝，這期間的大臣是非常郁悶的，為什么呀？因為可能出現今天參拜的皇帝和昨天的皇帝不相同，昨天給那個皇帝匯報，今天還要給這個皇帝匯報一遍，該情況的類圖如圖7-3所示。  圖7-3 多個皇帝類圖 這個類圖看起來還算簡單，但是實現就有點復雜了。Emperor類如代碼清單7-5所示。 代碼清單7-5 固定數量的皇帝類 public?class?Emperor?{ ?????//定義最多能產生的實例數量 ?????private?static?int?maxNumOfEmperor?=?2;???? ?????//每個皇帝都有名字，使用一個ArrayList來容納，每個對象的私有屬性 ?????private?static?ArrayList<String>?nameList=new?ArrayList<String>();? ?????//定義一個列表，容納所有的皇帝實例 ?????private?static?ArrayList<Emperor>?emperorList=new?ArrayList<Emperor>(); ?????//當前皇帝序列號 ?????private?static?int?countNumOfEmperor?=0;??? ?????//產生所有的對象 ?????static{ ?????????????for(int?i=0;i<maxNumOfEmperor;i++){?? ?????????????????????emperorList.add(new?Emperor("皇"+(i+1)+"帝")); ?????????????} ?????} ?????private?Emperor(){ ?????????????//世俗和道德約束你，目的就是不產生第二個皇帝 ?????}?? ?????//傳入皇帝名稱，建立一個皇帝對象 ?????private?Emperor(String?name){ ?????????????nameList.add(name); ?????}?? ?????//隨機獲得一個皇帝對象 ?????public?static?Emperor?getInstance(){ ?????????????Random?random?=?new?Random(); ?????????????//隨機拉出一個皇帝，只要是個精神領袖就成 ?????????????countNumOfEmperor?=?random.nextInt(maxNumOfEmperor); ?????????????return?emperorList.get(countNumOfEmperor);????????? ?????} ?????//皇帝發話了 ?????public?static?void?say(){ ?????????????System.out.println(nameList.get(countNumOfEmperor));??????????????? ?????} } 在Emperor中使用了兩個ArrayList分別存儲實例和實例變量。當然，如果考慮到線程安全問題可以使用Vector來代替。臣子參拜皇帝的過程如代碼清單7-6所示。 代碼清單7-6 臣子參拜皇帝的過程 public?class?Minister?{ ?????public?static?void?main(String[]?args)?{ ?????????????//定義5個大臣 ?????????????int?ministerNum?=5;???????????????? ?????????????for(int?i=0;i<ministerNum;i++){ ?????????????????????Emperor?emperor?=?Emperor.getInstance(); ?????????????????????System.out.print("第"+(i+1)+"個大臣參拜的是："); ?????????????????????emperor.say(); ?????????????} ?????} } 大臣參拜皇帝的結果如下所示。 第1個大臣參拜的是：皇1帝 第2個大臣參拜的是：皇2帝 第3個大臣參拜的是：皇1帝 第4個大臣參拜的是：皇1帝 第5個大臣參拜的是：皇2帝 看，果然每個大臣參拜的皇帝都可能不一樣，大臣們就開始糊涂了，A大臣給皇1帝匯報了一件事情，皇2帝不知道，然后就開始懷疑大臣A是皇1帝的親信，然后就想辦法開始整…… 這種需要產生固定數量對象的模式就叫做有上限的多例模式，它是單例模式的一種擴展，采用有上限的多例模式，我們可以在設計時決定在內存中有多少個實例，方便系統進行擴展，修正單例可能存在的性能問題，提供系統的響應速度。例如讀取文件，我們可以在系統啟動時完成初始化工作，在內存中啟動固定數量的reader實例，然后在需要讀取文件時就可以快速響應。