## Chapter 2. Creating and Destroying Objects（創建和銷毀對象）
### Item 3: Enforce the singleton property with a private constructor or an enum type（使用私有構造函數或枚舉類型實施單例屬性）
A singleton is simply a class that is instantiated exactly once [Gamma95].Singletons typically represent either a stateless object such as a function (Item24) or a system component that is intrinsically unique. **Making a class a singleton can make it difficult to test its clients** because it’s impossible to substitute a mock implementation for a singleton unless it implements an interface that serves as its type.
單例是一個只實例化一次的類 [Gamma95]。單例通常表示無狀態對象，比如函數（[Item-24](/Chapter-4/Chapter-4-Item-24-Favor-static-member-classes-over-nonstatic.md)）或系統組件，它們在本質上是唯一的。**將一個類設計為單例會使它的客戶端測試時變得困難，** 除非它實現了作為其類型的接口，否則無法用模擬實現來代替單例。
There are two common ways to implement singletons. Both are based on keeping the constructor private and exporting a public static member to provide access to the sole instance. In one approach, the member is a final field:
實現單例有兩種常見的方法。兩者都基于保持構造函數私有和導出公共靜態成員以提供對唯一實例的訪問。在第一種方法中，成員是一個 final 字段：
```
// Singleton with public final field
public class Elvis {
public static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
private Elvis() { ... }
public void leaveTheBuilding() { ... }
}
```
The private constructor is called only once, to initialize the public static final field Elvis.INSTANCE. The lack of a public or protected constructor guarantees a “monoelvistic” universe: exactly one Elvis instance will exist once the Elvis class is initialized—no more, no less. Nothing that a client does can change this, with one caveat: a privileged client can invoke the private constructor reflectively (Item 65) with the aid of the AccessibleObject.setAccessible method. If you need to defend against this attack, modify the constructor to make it throw an exception if it’s asked to create a second instance.
私有構造函數只調用一次，用于初始化 public static final 修飾的 Elvis 類型字段 INSTANCE。不使用 public 或 protected 的構造函數保證了「獨一無二」的空間：一旦初始化了 Elvis 類，就只會存在一個 Elvis 實例，不多也不少。客戶端所做的任何事情都不能改變這一點，但有一點需要注意：擁有特殊權限的客戶端可以借助 AccessibleObject.setAccessible 方法利用反射調用私有構造函數（[Item-65](/Chapter-9/Chapter-9-Item-65-Prefer-interfaces-to-reflection.md)）如果需要防范這種攻擊，請修改構造函數，使其在請求創建第二個實例時拋出異常。
**譯注：使用 `AccessibleObject.setAccessible` 方法調用私有構造函數示例：**
```
Constructor<?>[] constructors = Elvis.class.getDeclaredConstructors();
AccessibleObject.setAccessible(constructors, true);
Arrays.stream(constructors).forEach(name -> {
if (name.toString().contains("Elvis")) {
Elvis instance = (Elvis) name.newInstance();
instance.leaveTheBuilding();
}
});
```
In the second approach to implementing singletons, the public member is a static factory method:
在實現單例的第二種方法中，公共成員是一種靜態工廠方法：
```
// Singleton with static factory
public class Elvis {
private static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
private Elvis() { ... }
public static Elvis getInstance() { return INSTANCE; }
public void leaveTheBuilding() { ... }
}
```
All calls to Elvis.getInstance return the same object reference, and no other Elvis instance will ever be created (with the same caveat mentioned earlier).
所有對 `getInstance()` 方法的調用都返回相同的對象引用，并且不會創建其他 Elvis 實例（與前面提到的警告相同）。
**譯注：這里的警告指擁有特殊權限的客戶端可以借助 `AccessibleObject.setAccessible` 方法利用反射調用私有構造函數**
The main advantage of the public field approach is that the API makes it clear that the class is a singleton: the public static field is final, so it will always contain the same object reference. The second advantage is that it’s simpler.
公共字段方法的主要優點是 API 明確了類是單例的：public static 修飾的字段是 final 的，因此它總是包含相同的對象引用。第二個優點是更簡單。
One advantage of the static factory approach is that it gives you the flexibility to change your mind about whether the class is a singleton without changing its API. The factory method returns the sole instance, but it could be modified to return, say, a separate instance for each thread that invokes it. A second advantage is that you can write a generic singleton factory if your application requires it (Item 30). A final advantage of using a static factory is that a method reference can be used as a supplier, for example `Elvis::instance` is a `Supplier<Elvis>`. Unless one of these advantages is relevant, the public field approach is preferable.
**譯注：static factory approach 等同于 static factory method**
靜態工廠方法的一個優點是，它可以在不更改 API 的情況下決定類是否是單例。工廠方法返回唯一的實例，但是可以對其進行修改，為調用它的每個線程返回一個單獨的實例。第二個優點是，如果應用程序需要的話，可以編寫泛型的單例工廠（[Item-30](/Chapter-5/Chapter-5-Item-30-Favor-generic-methods.md)）。使用靜態工廠的最后一個優點是方法引用能夠作為一個提供者，例如 `Elvis::getInstance` 是 `Supplier<Elvis>` 的提供者。除非能夠與這些優點沾邊，否則使用 public 字段的方式更可取。
**譯注 1：原文方法引用可能是筆誤，修改為 `Elvis::getInstance`**
**譯注 2：方法引用作為提供者的例子：**
```
Supplier<Elvis> sup = Elvis::getInstance;
Elvis obj = sup.get();
obj.leaveTheBuilding();
```
To make a singleton class that uses either of these approaches serializable (Chapter 12), it is not sufficient merely to add implements Serializable to its declaration. To maintain the singleton guarantee, declare all instance fields transient and provide a readResolve method (Item 89). Otherwise, each time a serialized instance is deserialized, a new instance will be created, leading,in the case of our example, to spurious Elvis sightings. To prevent this from happening, add this readResolve method to the Elvis class:
要使單例類使用這兩種方法中的任何一種實現可序列化（Chapter 12），僅僅在其聲明中添加實現 serializable 是不夠的。要維護單例保證，應聲明所有實例字段為 transient，并提供 readResolve 方法（[Item-89](/Chapter-12/Chapter-12-Item-89-For-instance-control-prefer-enum-types-to-readResolve.md)）。否則，每次反序列化實例時，都會創建一個新實例，在我們的示例中，這會導致出現虛假的 Elvis。為了防止這種情況發生，將這個 readResolve 方法添加到 Elvis 類中：
```
// readResolve method to preserve singleton property
private Object readResolve() {
// Return the one true Elvis and let the garbage collector
// take care of the Elvis impersonator.
return INSTANCE;
}
```
A third way to implement a singleton is to declare a single-element enum:
實現單例的第三種方法是聲明一個單元素枚舉：
```
// Enum singleton - the preferred approach
public enum Elvis {
INSTANCE;
public void leaveTheBuilding() { ... }
}
```
This approach is similar to the public field approach, but it is more concise, provides the serialization machinery for free, and provides an ironclad guarantee against multiple instantiation, even in the face of sophisticated serialization or reflection attacks. This approach may feel a bit unnatural, but **a single-element enum type is often the best way to implement a singleton.** Note that you can’t use this approach if your singleton must extend a superclass other than Enum(though you can declare an enum to implement interfaces).
這種方法類似于 public 字段方法，但是它更簡潔，默認提供了序列化機制，提供了對多個實例化的嚴格保證，即使面對復雜的序列化或反射攻擊也是如此。這種方法可能有點不自然，但是**單元素枚舉類型通常是實現單例的最佳方法。** 注意，如果你的單例必須擴展一個超類而不是 Enum（盡管你可以聲明一個 Enum 來實現接口），你就不能使用這種方法。
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**[Back to contents of the chapter（返回章節目錄）](/Chapter-2/Chapter-2-Introduction.md)**
- **Previous Item（上一條目）：[Item 2: Consider a builder when faced with many constructor parameters（在面對多個構造函數參數時，請考慮構建器）](/Chapter-2/Chapter-2-Item-2-Consider-a-builder-when-faced-with-many-constructor-parameters.md)**
- **Next Item（下一條目）：[Item 4: Enforce noninstantiability with a private constructor（用私有構造函數實施不可實例化）](/Chapter-2/Chapter-2-Item-4-Enforce-noninstantiability-with-a-private-constructor.md)**
- Chapter 2. Creating and Destroying Objects（創建和銷毀對象）
- Item 1: Consider static factory methods instead of constructors（考慮以靜態工廠方法代替構造函數）
- Item 2: Consider a builder when faced with many constructor parameters（在面對多個構造函數參數時，請考慮構建器）
- Item 3: Enforce the singleton property with a private constructor or an enum type（使用私有構造函數或枚舉類型實施單例屬性）
- Item 4: Enforce noninstantiability with a private constructor（用私有構造函數實施不可實例化）
- Item 5: Prefer dependency injection to hardwiring resources（依賴注入優于硬連接資源）
- Item 6: Avoid creating unnecessary objects（避免創建不必要的對象）
- Item 7: Eliminate obsolete object references（排除過時的對象引用）
- Item 8: Avoid finalizers and cleaners（避免使用終結器和清除器）
- Item 9: Prefer try with resources to try finally（使用 try-with-resources 優于 try-finally）
- Chapter 3. Methods Common to All Objects（對象的通用方法）
- Item 10: Obey the general contract when overriding equals（覆蓋 equals 方法時應遵守的約定）
- Item 11: Always override hashCode when you override equals（當覆蓋 equals 方法時，總要覆蓋 hashCode 方法）
- Item 12: Always override toString（始終覆蓋 toString 方法）
- Item 13: Override clone judiciously（明智地覆蓋 clone 方法）
- Item 14: Consider implementing Comparable（考慮實現 Comparable 接口）
- Chapter 4. Classes and Interfaces（類和接口）
- Item 15: Minimize the accessibility of classes and members（盡量減少類和成員的可訪問性）
- Item 16: In public classes use accessor methods not public fields（在公共類中，使用訪問器方法，而不是公共字段）
- Item 17: Minimize mutability（減少可變性）
- Item 18: Favor composition over inheritance（優先選擇復合而不是繼承）
- Item 19: Design and document for inheritance or else prohibit it（繼承要設計良好并且具有文檔，否則禁止使用）
- Item 20: Prefer interfaces to abstract classes（接口優于抽象類）
- Item 21: Design interfaces for posterity（為后代設計接口）
- Item 22: Use interfaces only to define types（接口只用于定義類型）
- Item 23: Prefer class hierarchies to tagged classes（類層次結構優于帶標簽的類）
- Item 24: Favor static member classes over nonstatic（靜態成員類優于非靜態成員類）
- Item 25: Limit source files to a single top level class（源文件僅限有單個頂層類）
- Chapter 5. Generics（泛型）
- Item 26: Do not use raw types（不要使用原始類型）
- Item 27: Eliminate unchecked warnings（消除 unchecked 警告）
- Item 28: Prefer lists to arrays（list 優于數組）
- Item 29: Favor generic types（優先使用泛型）
- Item 30: Favor generic methods（優先使用泛型方法）
- Item 31: Use bounded wildcards to increase API flexibility（使用有界通配符增加 API 的靈活性）
- Item 32: Combine generics and varargs judiciously（明智地合用泛型和可變參數）
- Item 33: Consider typesafe heterogeneous containers（考慮類型安全的異構容器）
- Chapter 6. Enums and Annotations（枚舉和注解）
- Item 34: Use enums instead of int constants（用枚舉類型代替 int 常量）
- Item 35: Use instance fields instead of ordinals（使用實例字段替代序數）
- Item 36: Use EnumSet instead of bit fields（用 EnumSet 替代位字段）
- Item 37: Use EnumMap instead of ordinal indexing（使用 EnumMap 替換序數索引）
- Item 38: Emulate extensible enums with interfaces（使用接口模擬可擴展枚舉）
- Item 39: Prefer annotations to naming patterns（注解優于命名模式）
- Item 40: Consistently use the Override annotation（堅持使用 @Override 注解）
- Item 41: Use marker interfaces to define types（使用標記接口定義類型）
- Chapter 7. Lambdas and Streams（λ 表達式和流）
- Item 42: Prefer lambdas to anonymous classes（λ 表達式優于匿名類）
- Item 43: Prefer method references to lambdas（方法引用優于 λ 表達式）
- Item 44: Favor the use of standard functional interfaces（優先使用標準函數式接口）
- Item 45: Use streams judiciously（明智地使用流）
- Item 46: Prefer side effect free functions in streams（在流中使用無副作用的函數）
- Item 47: Prefer Collection to Stream as a return type（優先選擇 Collection 而不是流作為返回類型）
- Item 48: Use caution when making streams parallel（謹慎使用并行流）
- Chapter 8. Methods（方法）
- Item 49: Check parameters for validity（檢查參數的有效性）
- Item 50: Make defensive copies when needed（在需要時制作防御性副本）
- Item 51: Design method signatures carefully（仔細設計方法簽名）
- Item 52: Use overloading judiciously（明智地使用重載）
- Item 53: Use varargs judiciously（明智地使用可變參數）
- Item 54: Return empty collections or arrays, not nulls（返回空集合或數組，而不是 null）
- Item 55: Return optionals judiciously（明智地的返回 Optional）
- Item 56: Write doc comments for all exposed API elements（為所有公開的 API 元素編寫文檔注釋）
- Chapter 9. General Programming（通用程序設計）
- Item 57: Minimize the scope of local variables（將局部變量的作用域最小化）
- Item 58: Prefer for-each loops to traditional for loops（for-each 循環優于傳統的 for 循環）
- Item 59: Know and use the libraries（了解并使用庫）
- Item 60: Avoid float and double if exact answers are required（若需要精確答案就應避免使用 float 和 double 類型）
- Item 61: Prefer primitive types to boxed primitives（基本數據類型優于包裝類）
- Item 62: Avoid strings where other types are more appropriate（其他類型更合適時應避免使用字符串）
- Item 63: Beware the performance of string concatenation（當心字符串連接引起的性能問題）
- Item 64: Refer to objects by their interfaces（通過接口引用對象）
- Item 65: Prefer interfaces to reflection（接口優于反射）
- Item 66: Use native methods judiciously（明智地使用本地方法）
- Item 67: Optimize judiciously（明智地進行優化）
- Item 68: Adhere to generally accepted naming conventions（遵守被廣泛認可的命名約定）
- Chapter 10. Exceptions（異常）
- Item 69: Use exceptions only for exceptional conditions（僅在確有異常條件下使用異常）
- Item 70: Use checked exceptions for recoverable conditions and runtime exceptions for programming errors（對可恢復情況使用 checked 異常，對編程錯誤使用運行時異常）
- Item 71: Avoid unnecessary use of checked exceptions（避免不必要地使用 checked 異常）
- Item 72: Favor the use of standard exceptions（鼓勵復用標準異常）
- Item 73: Throw exceptions appropriate to the abstraction（拋出能用抽象解釋的異常）
- Item 74: Document all exceptions thrown by each method（為每個方法記錄會拋出的所有異常）
- Item 75: Include failure capture information in detail messages（異常詳細消息中應包含捕獲失敗的信息）
- Item 76: Strive for failure atomicity（盡力保證故障原子性）
- Item 77: Don’t ignore exceptions（不要忽略異常）
- Chapter 11. Concurrency（并發）
- Item 78: Synchronize access to shared mutable data（對共享可變數據的同步訪問）
- Item 79: Avoid excessive synchronization（避免過度同步）
- Item 80: Prefer executors, tasks, and streams to threads（Executor、task、流優于直接使用線程）
- Item 81: Prefer concurrency utilities to wait and notify（并發實用工具優于 wait 和 notify）
- Item 82: Document thread safety（文檔應包含線程安全屬性）
- Item 83: Use lazy initialization judiciously（明智地使用延遲初始化）
- Item 84: Don’t depend on the thread scheduler（不要依賴線程調度器）
- Chapter 12. Serialization（序列化）
- Item 85: Prefer alternatives to Java serialization（優先選擇 Java 序列化的替代方案）
- Item 86: Implement Serializable with great caution（非常謹慎地實現 Serializable）
- Item 87: Consider using a custom serialized form（考慮使用自定義序列化形式）
- Item 88: Write readObject methods defensively（防御性地編寫 readObject 方法）
- Item 89: For instance control, prefer enum types to readResolve（對于實例控制，枚舉類型優于 readResolve）
- Item 90: Consider serialization proxies instead of serialized instances（考慮以序列化代理代替序列化實例）