Многотонный узор

UML-диаграмма мультитонны

В разработке программного обеспечения шаблон «многоэлемент» — это шаблон проектирования , который обобщает шаблон «одиночка» . В то время как синглтон позволяет создать только один экземпляр класса, шаблон мультитон допускает контролируемое создание нескольких экземпляров, которыми он управляет с помощью карты .

Вместо того, чтобы иметь один экземпляр для каждого приложения (например, java.lang.Runtime объект на языке программирования Java ) вместо этого многотонный шаблон обеспечивает один экземпляр для каждого ключа .

Шаблон «многотонность» явно не упоминается как шаблон в уважаемом по объектно-ориентированному программированию « учебнике Шаблоны проектирования» . Однако в книге описывается использование реестра синглтонов , позволяющее создавать подклассы синглтонов. по сути, это многотонный шаблон.

Описание

Хотя может показаться, что multiton — это хеш-таблица с синхронизированным доступом, есть два важных различия. Во-первых, multiton не позволяет клиентам добавлять сопоставления. Во-вторых, мультитон никогда не возвращает нулевую или пустую ссылку; вместо этого он создает и сохраняет многотонный экземпляр при первом запросе со связанным ключом. Последующие запросы с тем же ключом возвращают исходный экземпляр. Хэш-таблица — это всего лишь деталь реализации, а не единственно возможный подход. Этот шаблон упрощает извлечение общих объектов в приложении.

Поскольку пул объектов создается только один раз, будучи членом, связанным с классом (а не экземпляром), мультитон сохраняет свое плоское поведение, а не развивается в древовидную структуру .

Мультитон уникален тем, что он обеспечивает централизованный доступ к одному каталогу мультитонов (т.е. все ключи находятся в одном и том же пространстве имен, по сути ), где каждый экземпляр мультитона в пуле может существовать, имея свое собственное состояние . Таким образом, шаблон обеспечивает индексированное хранение важных объектов системы ( LDAP например, таких, которые могут быть предоставлены системой ). Однако мультитонна ограничена широким использованием одной системы, а не множеством распределенных систем.

Недостатки

Этот шаблон, как и шаблон Singleton , модульное тестирование . значительно усложняет поскольку он вводит глобальное состояние в приложение.

Языки со сборкой мусора могут стать источником утечек памяти, поскольку вводят глобальные сильные ссылки на объекты.

Реализации

В Java шаблон multiton можно реализовать с использованием перечислимого типа , значения которого соответствуют экземплярам. В случае перечислимого типа с одним значением это дает шаблон Singleton.

В C# мы также можем использовать перечисления, как показано в следующем примере:

using System;
using System.Collections.Generic;

public enum MultitonType
{
    Zero,
    One,
    Two
}

public class Multiton
{
    private static readonly Dictionary<MultitonType, Multiton> instances =
        new Dictionary<MultitonType, Multiton>();

    private MultitonType type;

    private Multiton(MultitonType type)
    {
        this.type = type;
    }

    public static Multiton GetInstance(MultitonType type)
    {
        // Lazy init (not thread safe as written)
        // Recommend using Double Check Locking if needing thread safety
        if (!instances.TryGetValue(type, out var instance))
        {
            instance = new Multiton(type);

            instances.Add(type, instance);
        }

        return instance;
    }

    public override string ToString()
    {
        return "My type is " + this.type;
    }

    // Sample usage
    public static void Main()
    {
        var m0 = Multiton.GetInstance(MultitonType.Zero);
        var m1 = Multiton.GetInstance(MultitonType.One);
        var m2 = Multiton.GetInstance(MultitonType.Two);

        Console.WriteLine(m0);
        Console.WriteLine(m1);
        Console.WriteLine(m2);
    }
}

Внешние ссылки

• Реализация Multiton на языке Ruby
• Использование Multiton в PureMVC Framework для ActionScript 3
• Статья с реализацией C# Multiton, примером использования и обсуждением проблем с памятью.