前述:

  在学习单例模式后,对老师课上布置的课后作业,自然要使用单例模式,但是不是一般的单例,要求引起我的兴趣,案例是用服务器。

  老师布置的要求是:服务器只有一个,但是使用这个服务器时候可以有多个对象(原版的)和备份数据库,也就是至少要两个对象,因为有可能服务器对象会垮掉,所以要用备份的,所以这里要考虑调用时候,应该返回哪个服务器对象,还有当服务器对象垮掉后,应该怎么处理,保证用户的使用。老师说,两个对象是基本要求,如果能够控制多个对象,分数更高哦。

  我觉得蛮有意思的题目,如果只考虑两个对象,无非在单例模式下原来是建立一个,现在改为建立两个,然后在使用前作检查,如果服务器垮掉,那备份服务器拿起来用,并且要给原版(原来垮掉的那个重新赋值)这样,有些简单。所以,我自己在琢磨后,写出了能够控制多个服务器的多例模式,并且保证只实例一次,后面的服务器对象都是备份原来的,并且返回的服务器对象都是可用。

首先,看下画类图

先看里面的字段:list就是多例保存的服务器实例;COUNT是常量,用于保存设置服务器的最大数量;使用时候是按队列取,因此top自然放的是list的顶部;name是服务器名,state来模拟服务器是否垮掉(true代表能用,false代表垮掉);CTIME是来计数器,来定时清理队列中不可用的服务器;time就是配合CTIME使用。

分析下设计的思路:其实最难的就是怎么获取服务器,还有怎么创建,获取,及删除无用的服务器,就是在静态方法getInstance方法里。

首先,调用cleanServer()方法,里面会检查有没有到计数值,如果有到,就执行将所有的遍历一遍,将不能用的服务器从队列里删除掉,这个是为了队列里面在top之前可能有获取不到的无用服务器,但是这些又不影响当前使用,所以可以用个计数器来进行清理。

第二步,用户获取服务器时候,先要使用一个循环,只要直到队列top到底了或者里某个服务器对象的state为true就跳出循环。这里只是为了找到可用的服务器,不需要遍历所有,可以节省了时间。

第三步,当跳出循环后,就判断队列有没有超过COUNT的值,

  当没有等于COUNT值,那就执行createServer()方法,这里面存放创建或者是复制服务器;

    当队列为空时候,就创建服务器,将当前服务器添加到队列里,并返回给用户;

    如果不为空,就克隆上个能使用的服务器,并将当前复制的服务器添加到队列里,并返回给用户;

  当等于COUNT值了,就把服务器直接返回。

好了思路分析完了,这样子多例是不是很好,可以对多个实例进行控制,为了测试,里面设置了Dispose()用来修改state值,模拟服务器不能使用了。

接下来贴代码,是使用java写的,其实我觉得算法的话,与实际的语言无关,只不过老师只认java,所以用java来写,其中使用了java的克隆模式,如果不了解,先去了解下,也是简单的。

import java.awt.List;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
import java.util.ArrayList; public class ServerStation implements Serializable {
//服务器多例list
static ArrayList<ServerStation> list = new ArrayList<ServerStation>();
//控制数量
static final int COUNT = 2;
//指向列表头服务器
static int top = -1;
//服务器名
String name;
//服务器状态
boolean state;
//计数器最大值
static final int CTIME = 5;
//计数器
static int time = 0;
//私有构造函数
private ServerStation(String name){
this.name = name;
this.state = true;
}
//设置服务器名
private void setName(String name){
this.name = name;
}
//获取服务器名
public String getName(){
return this.name;
}
//获取服务器状态
public boolean getState(){
return this.state;
} //显示服务器信息
public void showInfo(){
System.out.println("服务器名:"+this.name);
System.out.println("服务运行状态:"+this.state);
}
//释放服务器
public void Dispose(){
this.list.get(top).state = false;
}
//获取服务器
public static ServerStation getInstance(){
clearServer();
ServerStation server = null; while(top >= 0 && list.get(top).state == false)
removeServer(); if(top < COUNT - 1)
server = createServer();
else
server = getServer(); return server;
} //创建服务器或者克隆服务器
private static ServerStation createServer(){
ServerStation server = null;
if(top == -1){
top++;
server = new ServerStation("新服务器");
list.add(server);
}else{
server = cloneServer();
}
return server;
}
//获取服务器
private static ServerStation getServer(){
ServerStation server = list.get(top);
String name = server.getName();
if(name.contains("新"))
name = name.replace("新", "旧");
server.setName(name);
return server;
}
//清除无用服务器
private static void clearServer(){
if(time < CTIME){
time++;
return;
}
time = 0;
for(int i = 0;i<list.size()-1;i++){
if(list.get(i).getState() == false){
list.remove(i);
top--;
}
}
} //移除服务器
private static void removeServer(){
list.remove(top);
top--;
} //克隆服务器
private static ServerStation cloneServer(){
ServerStation server = null;
try{
ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(out);
oos.writeObject(list.get(top));
top++;
ByteArrayInputStream in = new ByteArrayInputStream(out.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(in);
server = (ServerStation)ois.readObject();
String name = server.getName();
if(!name.contains("备份")){
name = "备份"+name;
}
server.setName(name);
list.add(server);
oos.close();
ois.close();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
System.out.print("错误");
} return server;
}
}

测试代码:

public class Main {
public static void main(String[] args) {
ServerStation s1 = ServerStation.getInstance();
s1.showInfo();
ServerStation s2 = ServerStation.getInstance();
s2.showInfo();
s2.Dispose();
ServerStation s3 = ServerStation.getInstance();
s3.showInfo();
s2.Dispose();
ServerStation s4 = ServerStation.getInstance();
s4.showInfo();
ServerStation s5 = ServerStation.getInstance();
s4.showInfo();
}
}

上边就是为了模拟,运行后验证,返回服务器都是可用的,蛮不错。

运行结果:

服务器名:新服务器
服务运行状态:true
服务器名:备份新服务器
服务运行状态:true
服务器名:备份新服务器
服务运行状态:true
服务器名:备份新服务器
服务运行状态:true
服务器名:备份旧服务器
服务运行状态:true

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