单态模式（Singleton）简单工厂（Simple Factory）

第一招：单态模式（Singleton）
如果希望在系统运行的过程中，一个类始终只存在一个实例时，就可以用单态模式。比如对一个程序而言，当前的显示屏、CPU、剪切板始终只有一个，应该用单态模式 来描述这些类。

在一个类中应用单态模式有以下两种常见的方式，称之为“懒汉式”和“饿汉式”。

懒汉式的Singleton饿汉式的Singleton
public class Test {
private Test() { }

private static Test instance = new Test();

public static Test getInstance() {
return instance;
}
}public class Test {
private Test() { }

private static Test instance = null;

public synchronized static Test getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Test();
}
return instance;
}
}

按照下面三个步骤就可以实现一个标准的Singleton：
①.将构造函数声明成私有（从语法上防止其他类实例化）
②.声明一个私有静态的自身对象
③.声明一个共有静态的方法，返回自身对象

上面的两端代码在2，3步略有不同，饿汉式可以确保当用户调用getInstance方法后才实例化自身对象，如果实例化的代价很昂贵的话，那么饿汉式可以避免无必要的实例化。但是在多用户的系统中可能会重复实例化，所以方法声明成了synchoronized，会影响一些效率。

单态模式在Java类库中的应用是java.lang.Runtime这个类。还有两个类很像，但不是单态模式：java.lang.Math和java.awt.Toolkit，原因是前者没有返回唯一的自身对象，后者返回的是子类对象。
第二招：简单工厂（Simple Factory）
简单工厂一般用来返回不同的子类对象。

举个例子，我想开一家店，卖各种电脑配件，包括CPU，显示器，内存，硬盘等，产品结构图如下：

图：产品结构

很容易看出，CPU是一个抽象类，有Intel的CPU和AMD的CPU两个子类，显示器则分为了电子管显示器和液晶显示器。好了，现在如果有顾客要来买CPU，该怎么处理呢？你不能直接给顾客一个CPU，因为CPU是抽象类，没有对象，必须要问“您需要什么样的CPU ？”，如果顾客答“我要Intel的”，就可以实例化一个IntelCPU对象给顾客了。

这个过程看上去理所当然，但是隐藏了一个问题，顾客必须清楚地知道存在IntelCPU这个子类，并了解它的特点，然而并非每个顾客都对自己要买的产品了如指掌。记得若干年前，我和大学同学准备去肯德基开开洋荤，第一次来这种“高档”的餐厅难免令人有些紧张，好不容易排到柜台前，我谨慎的对服务员说：“要两个汉堡”，服务员立刻问道：“请问要哪种汉堡？”，我立刻精神崩溃，啥，汉堡还分好几种？！我只得小声问道：“都有哪几种？”，服务员飞快的报出“香辣鸡腿堡、劲脆鸡腿堡、田园脆鸡堡……”，可怜的我因为紧张一个都没有记住，只能更小声的说“随便吧”……

无论我的第一次肯德基经历会不会引起你的共鸣，都应该从这个例子中看出，强迫使用者记住每一个子类的名称和特性是不合适的，并且子类总是容易的变化的，比如现在CPU流行Intel、AMD，也许十年以后就流行龙芯、威盛，这时使用者的记忆就失去了价值，必须重新熟悉新的产品，可以使用简单类工厂来解决这个问题：

图：使用简单类工厂

SimpleFactory.java
public class SimpleFactory {

public static final int 便宜 = 0;
public static final int 贵 = 1;
public static final int 随便 = 2;

public static CPU getCPU(int s) throws NoSuchThingException{
switch (s) {
case 便宜:
return new AmdCPU();
case 贵:
return new IntelCPU();
case 随便:
return new IntelCPU();
default:
throw new NoSuchThingException();
}
}

public static Display getDisplay(int s) throws NoSuchThingException{
switch (s) {
case 便宜:
return new CRT();
case 贵:
return new LCD();
case 随便:
return new LCD();
default:
throw new NoSuchThingException();
}
}

}

有了这个SimpleFactory，当我们想得到一个CPU的子类实例时，就不需要记住子类的名称，只要传入常量 “便宜”或者“贵”就好（甚至还可以传“随便”），SimpleFactory会为我们实例化相应的子类对象。而且，即使子类发生了变化，比如以后龙芯取代了Intel，只需要改变SimpleFactory就可以了。

总之，一个简单工厂可以帮助我们实例化各种子类对象，使用简单工厂我们就不需要熟悉子类的具体结构，只需要了解父类就可以了，而且当子类产生变化时（增加或减少子类），我们的程序不会受到影响。

注意：使用SimpleFactory获取对象时，应该用CPU c = SimpleFactory.getCPU（贵）这样的语句，而不是IntelCPU c = SimpleFactory.getCPU（贵），否则就丧失了简单工厂的意义。由此还可以推出，在子类中不应当添加父类中没有定义的公有方法。

一个简单工厂一般有如下几个特征：
①.存在一个或多个产品簇（如本例的CPU产品簇，Display产品簇）
②.创建子类的方法其返回类型为父类类型（如getCPU方法返回CPU类型）
③.创建子类的方法一般需要传入一个标识（如getCPU方法传入一个整型）

简单工厂在Java类库中被大量使用，比如swing中的控件可以添加边框（Border），各种不用的边框子类实例可以通过简单工厂BorderFactory中的方法来得到。