如何创建行为可被 Mock 对象覆盖的单例

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引言

我们如何创建一个类，它既具有 Singleton 的优势，又支持 Mock 对象和行为改变？

背景

Singleton 设计模式为开发者提供了一种特性，可以保证在应用程序的整个生命周期内只有一个实例。但是，这种行为并非免费的，并且存在一些问题。最大的问题是 Singleton 类的行为在未来无法改变。此外，无法创建 Mock 对象，因此由于绑定依赖关系，几乎不可能进行单元测试。

使用代码

考虑以下代码

class Singleton 
{  
    private Singleton static instance;
    protected Singleton()
    {
    }
    public static Singleton getInstance()
    { 
        if(instance == null) 
            instance = new Singleton();
        return instance; 
    }

    public void show()
    { 
        System.out.println("Bye..."); 
    }
}

虽然这个类保证了单例实例，但它不允许改变其方法（如 show()）的行为。这可能不明显，但由于返回的实例始终是 Singleton 类，因此行为是不可变的！

接下来，我们可以进行一些依赖注入。现在，考虑类 MySingleton

class MySingleton
{    
    private static MySingleton instance;
        
    /**
     * Singleton creator
     */
    private static MySingletonCreator creator;
    
    public static void setCreator(MySingletonCreator creator) 
    {
        MySingleton.creator = creator;
    }    
    
    /**
     * Only subclass can use
     */
    protected MySingleton()
    {        
    }
    
    // This is the behavior which developer wants to change !
    public void show()
    {
        System.out.println("Hello...");
    }
    
    public static MySingleton getInstance()
    {
        if(instance == null)
        {
            if(creator == null)
                instance = new MySingleton();
            else 
                instance = creator.create();
        }
        return instance;
    }
    
    public static interface MySingletonCreator
    {
        public MySingleton create();
    }
}

如你所见，实例的创建是通过调用 creator.create() 方法完成的。

可以在任何实例被要求之前设置 creator，从而允许开发者安装一个 creator，甚至是返回专门的或 Mock Singleton 的 creator！

现在，这里有一个例子

public class SingletonDemo {

    public static void main(String[] args) 
    {
        // Set the creator
        MySingleton.setCreator(new MySingletonCreatorImpl());
        MySingleton ms = MySingleton.getInstance();
        ms.show();
    }

    static class MySingletonCreatorImpl implements MySingletonCreator
    {
        @Override
        public MySingleton create() 
        {
            return new MockSingleton();
        }
        
        class MockSingleton extends MySingleton
        {
            @Override
            public void show() 
            {
                System.out.println("Bye...");
            }
        }
        
    }
}

这里，我们可以看到，我们正在设置 creator，它就是我们的专门 creator，进一步返回一个 Mock Singleton。这个 MockSingleton 具有我们想要的行为。

对这个 Singleton 类进行单元测试非常容易，我们只需要在创建实例之前通过调用 setCreator() 安装我们的 creator。我们可以拥有自己的 MockSingleton，并覆盖任何方法。

关注点

Singleton 是一种福音，但当涉及到单元测试或 Mock 时，它们会使生活变得痛苦。通过这种方式，我们可以对 Singleton 获得一些控制权。

历史

不适用