¿Diferencia entre clase estática y patrón singleton?

¿Qué te hace decir que un método singleton o estático no es seguro para subprocesos? Por lo general, ambos tienes implementarse para ser seguro para subprocesos.

La gran diferencia entre un singleton y un montón de métodos estáticos es que los singleton pueden implementar interfaces (o derivar de clases base útiles, aunque eso es menos común, en mi experiencia), por lo que puede pasar el singleton como si fuera "solo otro "implementación.

La verdadera respuesta es de Jon Skeet, en otro foro aquí.

Un singleton permite el acceso a una sola instancia creada; esa instancia (o más bien, una referencia a esa instancia) se puede pasar como un parámetro a otros métodos y tratarse como un objeto normal.

Una clase estática solo permite métodos estáticos.

1. Los objetos singleton se almacenan en Montón, pero los objetos estáticos se almacenan en montón.
2. Podemos clonar (si el diseñador no lo rechazó) el objeto singleton, pero no podemos clonar el objeto de clase estática.
3. Las clases singleton siguen el programación orientada a objetos (principios orientados a objetos), las clases estáticas no.
4. Podemos implementar un interface con una clase Singleton, pero los métodos estáticos de una clase (o, por ejemplo, un C # static class) no puedo.

El patrón Singleton tiene varias ventajas sobre las clases estáticas. Primero, un singleton puede extender clases e implementar interfaces, mientras que una clase estática no puede (puede extender clases, pero no hereda sus miembros de instancia). Un singleton se puede inicializar de forma perezosa o asincrónica, mientras que una clase estática generalmente se inicializa cuando se carga por primera vez, lo que genera posibles problemas con el cargador de clases. Sin embargo, la ventaja más importante es que los singleton se pueden manejar de forma polimórfica sin obligar a sus usuarios a asumir que solo hay una instancia.

static Las clases no son para nada que necesite estado. Es útil para juntar un montón de funciones, es decir Math (o Utils en proyectos). Entonces, el nombre de la clase solo nos da una pista de dónde podemos encontrar las funciones y nada más.

Singleton es mi patrón favorito y lo uso para administrar algo en un solo punto. Es mas flexible que static clases y puede mantener su estado. Puede implementar interfaces, heredar de otras clases y permitir la herencia.

Mi regla para elegir entre static y singleton:

Si hay un montón de funciones que deben mantenerse juntas, entonces static es la elección. Cualquier otra cosa que necesite acceso único a algunos recursos, podría implementarse como un singleton.

Clase estática: -

1. No puede crear la instancia de clase estática.

2. Cargado automáticamente por .NET Framework Common Language Runtime (CLR) cuando se carga el programa o espacio de nombres que contiene la clase.

3. La clase estática no puede tener constructor.

4. No podemos pasar la clase estática al método.

5. No podemos heredar la clase estática a otra clase estática en C #.

6. Una clase que tiene todos los métodos estáticos.

7. Mejor rendimiento (los métodos estáticos se enlazan en tiempo de compilación)

Único:-

1. Puede crear una instancia del objeto y reutilizarlo.

2. La instancia de Singleton se crea por primera vez cuando el usuario lo solicita.

3. La clase Singleton puede tener constructor.

4. Puede crear el objeto de la clase singleton y pasarlo al método.

5. La clase Singleton no dice ninguna restricción de herencia.

6. Podemos deshacernos de los objetos de una clase singleton pero no de una clase estática.

7. Los métodos se pueden anular.

8. Se puede cargar de forma diferida cuando sea necesario (las clases estáticas siempre se cargan).

9. Podemos implementar la interfaz (la clase estática no puede implementar la interfaz).

Una clase estática es aquella que solo tiene métodos estáticos, para los cuales una mejor palabra sería "funciones". El estilo de diseño incorporado en una clase estática es puramente procedimental.

Singleton, por otro lado, es un patrón específico para el diseño OO. Es una instancia de un objeto (con todas las posibilidades inherentes a eso, como el polimorfismo), con un procedimiento de creación que asegura que solo haya una instancia de ese rol particular durante toda su vida.

En el patrón singleton, puede crear el singleton como una instancia de un tipo derivado, no puede hacerlo con una clase estática.

Ejemplo rápido:

if( useD3D )
    IRenderer::instance = new D3DRenderer
else
    IRenderer::instance = new OpenGLRenderer

Para expandir Respuesta de Jon Skeet

La gran diferencia entre un singleton y un grupo de métodos estáticos es que los singleton pueden implementar interfaces (o derivar de clases base útiles, aunque ese es un IME menos común), por lo que puede pasar el singleton como si fuera "una implementación más".

Es más fácil trabajar con singletons cuando se realiza una prueba unitaria de una clase. Dondequiera que pase singletons como parámetro (constructores, setters o métodos), puede sustituirlo por una versión simulada o stubned del singleton.

Aquí tienes un buen artículo: http://javarevisited.blogspot.com.au/2013/03/difference-between-singleton-pattern-vs-static-class-java.html

Clases estáticas

• una clase que tiene todo métodos estáticos.
• mejor rendimiento (los métodos estáticos se enlazan en tiempo de compilación)

• no puede anular métodos, pero puede utilizar la ocultación de métodos. (¿Qué método se esconde en Java? Incluso la explicación de JavaDoc es confusa)

  public class Animal {
      public static void foo() {
          System.out.println("Animal");
      }
  }
  
  public class Cat extends Animal {
      public static void foo() {  // hides Animal.foo()
          System.out.println("Cat");
      }
  }
  

Semifallo

• an objeto que solo se puede instanciar una vez.
• los métodos se pueden anular (¿Por qué Java no permite la invalidación de métodos estáticos?)
• más fácil de burlarse que los métodos estáticos
• mejor para mantener el estado

En resumen, solo usaría clases estáticas para mantener métodos util y usar Singleton para todo lo demás.

Edits

• las clases estáticas también se cargan de forma diferida. Gracias @jmoreno (¿Cuándo ocurre la inicialización de la clase estática?)

• método de ocultación para clases estáticas. Gracias @MaxPeng.

Otra ventaja de un singleton es que se puede serializar fácilmente, lo que puede ser necesario si necesita guardar su estado en un disco o enviarlo a algún lugar de forma remota.

No soy un gran teórico de OO, pero por lo que sé, creo que la única característica de OO de la que carecen las clases estáticas en comparación con los Singleton es el polimorfismo. Pero si no lo necesita, con una clase estática, por supuesto, puede tener herencia (no estoy seguro de la implementación de la interfaz) y encapsulación de datos y funciones.

El comentario de Morendil, "El estilo de diseño encarnado en una clase estática es puramente procedimental" Puede que esté equivocado, pero no estoy de acuerdo. En los métodos estáticos, puede acceder a miembros estáticos, que serían exactamente lo mismo que los métodos singleton que acceden a sus miembros de instancia única.

editar:
De hecho, ahora estoy pensando que otra diferencia es que una clase estática es instanciado al inicio del programa * y permanece durante todo el ciclo de vida del programa, mientras que un singleton se instancia explícitamente en algún momento y también se puede destruir.

* o puede crearse una instancia en el primer uso, según el idioma, creo.

Para ilustrar el punto de Jon, lo que se muestra a continuación no se puede hacer si Logger fuera una clase estática. SomeClass espera una instancia de ILogger implementación para pasar a su constructor.

La clase singleton es importante para que sea posible la inyección de dependencia.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication2
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            var someClass = new SomeClass(Logger.GetLogger());
        }


    }

    public class SomeClass 
    {
        public SomeClass(ILogger MyLogger)
        {

        }
    }

    public class Logger : ILogger
    {
        private static Logger _logger;
        private Logger() { }

        public static Logger GetLogger()
        {
            if (_logger==null)
            {
                _logger = new Logger();
            }

            return _logger;
        }

        public void Log()
        {

        }

    }


    public interface ILogger
    {
         void Log();
    }
}

Bueno, un singleton es solo una clase normal que ES instanciada pero solo una vez e indirectamente desde el código del cliente. No se crea una instancia de la clase estática. Hasta donde yo sé, los métodos estáticos (la clase estática debe tener métodos estáticos) son más rápidos que los no estáticos.

Edit:
Descripción de la regla de rendimiento de FxCop: "Los métodos que no acceden a los datos de la instancia o llaman a los métodos de la instancia se pueden marcar como estáticos (Compartidos en VB). Después de hacerlo, el compilador emitirá sitios de llamada no virtuales a estos miembros, lo que evitará una verificación en tiempo de ejecución para cada llamada que asegura que el puntero del objeto actual no es nulo. Esto puede resultar en una ganancia de rendimiento medible para el código sensible al rendimiento. En algunos casos, la falla al acceder a la instancia del objeto actual representa un problema de corrección ".
En realidad, no sé si esto se aplica también a los métodos estáticos en clases estáticas.

Singleton's son instanciados, es solo que solo hay una instancia instanciada, de ahí el soltero en Singleton

Una clase estática no puede ser instanciada por otra cosa que no sea ella misma.

Las principales diferencias son:

• Singleton tiene una instancia / objeto mientras que la clase estática es un montón de métodos estáticos
• Singleton se puede extender, por ejemplo, a través de una interfaz, mientras que la clase estática no se puede extender.
• Singleton se puede heredar, lo que admite principios de apertura / cierre en principios SOLID, por otro lado, la clase estática no se puede heredar y debemos realizar cambios en sí misma.
• El objeto singleton se puede pasar a métodos mientras que la clase estática, ya que no tiene instancia, no se puede pasar como parámetros

Singleton es un mejor enfoque desde la perspectiva de las pruebas. A diferencia de las clases estáticas, singleton podría implementar interfaces y puede usar una instancia simulada e inyectarlas.

En el siguiente ejemplo ilustraré esto. Suponga que tiene un método isGoodPrice () que usa un método getPrice () e implementa getPrice () como método en un singleton.

singleton que proporciona la funcionalidad getPrice:

public class SupportedVersionSingelton {

    private static ICalculator instance = null;

    private SupportedVersionSingelton(){

    }

    public static ICalculator getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new SupportedVersionSingelton();
        }

        return instance;
    }

    @Override
    public int getPrice() {
        // calculate price logic here
        return 0;
    }
}

Uso de getPrice:

public class Advisor {

    public boolean isGoodDeal(){

        boolean isGoodDeal = false;
        ICalculator supportedVersion = SupportedVersionSingelton.getInstance();
        int price = supportedVersion.getPrice();

        // logic to determine if price is a good deal.
        if(price < 5){
            isGoodDeal = true;
        }

        return isGoodDeal;
    }
}


In case you would like to test the method isGoodPrice , with mocking the getPrice() method you could do it by:
Make your singleton implement an interface and inject it. 



  public interface ICalculator {
        int getPrice();
    }

Implementación final de Singleton:

public class SupportedVersionSingelton implements ICalculator {

    private static ICalculator instance = null;

    private SupportedVersionSingelton(){

    }

    public static ICalculator getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new SupportedVersionSingelton();
        }

        return instance;
    }

    @Override
    public int getPrice() {
        return 0;
    }

    // for testing purpose
    public static void setInstance(ICalculator mockObject){
        if(instance != null ){
instance = mockObject;
    }

clase de prueba:

public class TestCalculation {

    class SupportedVersionDouble implements ICalculator{
        @Override
        public int getPrice() { 
            return 1;
        }   
    }
    @Before
    public void setUp() throws Exception {
        ICalculator supportedVersionDouble = new SupportedVersionDouble();
        SupportedVersionSingelton.setInstance(supportedVersionDouble);

    }

    @Test
    public void test() {
          Advisor advidor = new Advisor();
          boolean isGoodDeal = advidor.isGoodDeal();
          Assert.assertEquals(isGoodDeal, true);

    }

}

En caso de que tomemos la alternativa de usar un método estático para implementar getPrice (), fue difícil simular getPrice (). Puede simular estática con simulacro de potencia, pero no todos los productos pueden usarlo.

Estoy de acuerdo con esta definición:

La palabra "soltero"significa un solo objeto en todo el ciclo de vida de la aplicación, por lo que el alcance está en el nivel de la aplicación.

El estático no tiene ningún puntero de objeto, por lo que el alcance está en el nivel del dominio de la aplicación.

Además, ambos deben implementarse para ser seguros para subprocesos.

Puede encontrar otras diferencias interesantes sobre: Patrón singleton versus clase estática

Distinción de la clase estática

JDK tiene ejemplos tanto de singleton como estático, por un lado java.lang.Math es una clase final con métodos estáticos, por otro lado java.lang.Runtime es una clase singleton.

Ventajas del singleton

• Si su necesidad de mantener el estado que el patrón singleton es una mejor opción que la clase estática, porque mantener el estado en la clase estática conduce a errores, especialmente en un entorno concurrente, que podrían conducir a condiciones de carrera sin una modificación paralela de sincronización adecuada por parte de varios subprocesos.

• La clase Singleton puede cargarse de forma diferida si es un objeto pesado, pero la clase estática no tiene tales ventajas y siempre se carga con entusiasmo.

• Con singleton, puede usar la herencia y el polimorfismo para extender una clase base, implementar una interfaz y proporcionar diferentes implementaciones.

• Dado que los métodos estáticos en Java no se pueden anular, conducen a la inflexibilidad. Por otro lado, puede anular los métodos definidos en la clase singleton extendiéndola.

Desventajas de la clase estática

• Es más fácil escribir una prueba unitaria para singleton que para clase estática, porque puede pasar un objeto simulado siempre que se espere singleton.

Ventajas de la clase estática

• La clase estática proporciona un mejor rendimiento que singleton, porque los métodos estáticos se enlazan en tiempo de compilación.

Hay varias realizaciones de patrón singleton, cada una con ventajas y desventajas.

• Singleton de carga ansioso
• Singleton de bloqueo con doble verificación
• Idioma del titular de inicialización a pedido
• El singleton basado en enumeración

Descripción detallada de cada uno de ellos es demasiado detallado, así que solo puse un enlace a un buen artículo: Todo lo que quieres saber sobre Singleton

Una diferencia notable es la creación de instancias diferenciada que viene con Singletons.

Con las clases estáticas, CLR lo crea y no tenemos control sobre él. con singletons, se crea una instancia del objeto en la primera instancia en la que se intenta acceder.

1. Lazy Loading
2. Soporte de interfaces, para que se pueda proporcionar una implementación separada
3. Capacidad para devolver el tipo derivado (como una combinación de carga diferida e implementación de interfaz)

En muchos casos, estos dos no tienen ninguna diferencia práctica, especialmente si la instancia de singleton nunca cambia o cambia muy lentamente, por ejemplo, manteniendo configuraciones.

Yo diría que la mayor diferencia es que un singleton sigue siendo un Java Bean normal en oposición a una clase Java especializada solo estática. Y debido a esto, un singleton se acepta en muchas más situaciones; de hecho, es la estrategia de creación de instancias del Spring Framework por defecto. El consumidor puede saber o no que se está pasando un singleton, simplemente lo trata como un bean Java normal. Si los requisitos cambian y un singleton necesita convertirse en un prototipo, como vemos a menudo en Spring, se puede hacer sin problemas sin una línea de cambio de código para el consumidor.

Alguien más ha mencionado anteriormente que una clase estática debe ser puramente procedimental, por ejemplo, java.lang.Math. En mi opinión, una clase de este tipo nunca debe pasarse y nunca debe contener nada que no sea el final estático como atributos. Para todo lo demás, use un singleton, ya que es mucho más flexible y fácil de mantener.

Tenemos nuestro marco de base de datos que hace conexiones con el back end. Para evitar lecturas sucias en varios usuarios, hemos utilizado el patrón singleton para asegurarnos de tener una sola instancia disponible en cualquier momento.

En c #, una clase estática no puede implementar una interfaz. Cuando una clase de instancia única necesita implementar una interfaz para contratos comerciales o propósitos de IoC, aquí es donde uso el patrón Singleton sin una clase estática

Singleton proporciona una forma de mantener el estado en escenarios sin estado

Espero que te ayude ...

En un artículo que escribí, describí mi punto de vista sobre por qué el singleton es mucho mejor que una clase estática:

1. La clase estática no es realmente una clase canónica, es un espacio de nombres con funciones y variables
2. El uso de clases estáticas no es una buena práctica debido a que rompe los principios de programación orientada a objetos.
3. La clase estática no se puede pasar como parámetro para otros
4. La clase estática no es adecuada para la inicialización "perezosa"
5. La inicialización y el uso de la clase estática siempre se realiza de forma rígida
6. Implementar la gestión de subprocesos es difícil

una. Serialización: los miembros estáticos pertenecen a la clase y, por lo tanto, no se pueden serializar.

B. Aunque hemos hecho que el constructor sea privado, las variables miembro estáticas aún se llevarán a la subclase.

C. No podemos hacer una inicialización diferida ya que todo se cargará solo al cargar la clase.

Desde la perspectiva del cliente, el cliente conoce el comportamiento estático, pero el comportamiento Singleton puede completarse oculto al cliente. Es posible que el cliente nunca sepa que solo hay una instancia con la que está jugando una y otra vez.

Leí lo siguiente y creo que también tiene sentido:

Taking Care of Business

Recuerde, una de las reglas de OO más importantes es que un objeto es responsable de sí mismo. Esto significa que los problemas relacionados con el ciclo de vida de una clase deben manejarse en la clase, no delegarse a construcciones del lenguaje como estático, etc.

del libro Proceso de pensamiento orientado a objetos 4ª ed.

1. Podemos crear el objeto de la clase singleton y pasarlo al método.

2. La clase Singleton no tiene ninguna restricción de herencia.

3. No podemos deshacernos de los objetos de una clase estática, pero sí de la clase singleton.

Hay una gran diferencia entre un clase estática única instancia (es decir, una sola instancia de una clase, que resulta ser una variable estática o global) y una puntero estático único a una instancia de la clase en el montón:

Cuando su aplicación salga, se llamará al destructor de la instancia de clase estática. Eso significa que si usó esa instancia estática como singleton, su singleton dejó de funcionar correctamente. Si todavía hay un código en ejecución que usa ese singleton, por ejemplo, en un hilo diferente, es probable que ese código se bloquee.

La diferencia en mi cabeza es implementar programación orientada a objetos (Singleton / Prototype) o programación funcional (Static).

Estamos demasiado enfocados en la cantidad de objetos creados por patrón singleton cuando lo que deberíamos enfocarnos es que al final sostenemos un objeto. Como ya han dicho otros, se puede extender, pasar como parámetro, pero lo más importante es que está lleno de estado.

Por otro lado, la estática se utiliza para implementar la programación funcional. Los miembros estáticos pertenecen a una clase. Son apátridas.

Por cierto, ¿sabías que puedes crear clases estáticas singleton :)