Diferença entre classe estática e padrão singleton?

Que diferença real (prática) existe entre uma classe estática e um padrão singleton?

Ambos podem ser chamados sem instanciação, ambos fornecem apenas uma "Instância" e nenhum deles é seguro para threads. Existe alguma outra diferença?

O que faz você dizer que um método singleton ou estático não é seguro para threads? Geralmente, ambos devem ser implementados para serem seguros para threads.

A grande diferença entre um singleton e vários métodos estáticos é que singletons podem implementar interfaces (ou derivar de classes base úteis, embora isso seja menos comum na minha experiência), para que você possa passar pelo singleton como se fosse "apenas mais um "implementação.

A verdadeira resposta é de Jon Skeet, em outro fórum aqui .

Um singleton permite o acesso a uma única instância criada - essa instância (ou melhor, uma referência a essa instância) pode ser passada como parâmetro para outros métodos e tratada como um objeto normal.

Uma classe estática permite apenas métodos estáticos.

1. Objetos singleton são armazenados na pilha , mas objetos estáticos são armazenados na pilha .
2. Podemos clonar (se o designer não o proibir) o objeto singleton, mas não podemos clonar o objeto de classe estática.
3. As classes Singleton seguem o OOP (princípios orientados a objetos), as classes estáticas não.
4. Podemos implementar um interfacecom uma classe Singleton, mas os métodos estáticos de uma classe (ou por exemplo, um C # static class) não podem.

O padrão Singleton tem várias vantagens sobre as classes estáticas. Primeiro, um singleton pode estender classes e implementar interfaces, enquanto uma classe estática não pode (pode estender classes, mas não herda seus membros da instância). Um singleton pode ser inicializado de forma lenta ou assíncrona, enquanto uma classe estática é geralmente inicializada quando é carregada pela primeira vez, levando a possíveis problemas no carregador de classes. No entanto, a vantagem mais importante, porém, é que singletons podem ser manipulados polimorficamente, sem forçar seus usuários a supor que existe apenas uma instância.

staticclasses não são para nada que precise de estado. É útil para reunir várias funções, isto é, Math(ou Utilsem projetos). Portanto, o nome da classe nos dá uma pista de onde podemos encontrar as funções e nada mais.

Singletoné o meu padrão favorito e eu o uso para gerenciar algo em um único ponto. É mais flexível que as staticclasses e pode manter seu estado. Ele pode implementar interfaces, herdar de outras classes e permitir herança.

Minha regra para escolher entre statice singleton:

Se houver várias funções que devem ser mantidas juntas, então staticé a escolha. Qualquer outra coisa que precise de acesso único a alguns recursos pode ser implementada como a singleton.

Classe estática: -

1. Você não pode criar a instância da classe estática.

2. Carregado automaticamente pelo CLR (Common Language Runtime) do .NET Framework quando o programa ou espaço para nome que contém a classe é carregado.

3. Classe estática não pode ter construtor.

4. Não podemos passar a classe estática para o método

5. Não podemos herdar a classe Static para outra classe Static em C #.

6. Uma classe com todos os métodos estáticos.

7. Melhor desempenho (métodos estáticos são ligados em tempo de compilação)

Singleton: -

1. Você pode criar uma instância do objeto e reutilizá-lo.

2. A instância Singleton é criada pela primeira vez quando o usuário solicitou.

3. A classe Singleton pode ter construtor.

4. Você pode criar o objeto da classe singleton e passá-lo ao método

5. A classe Singleton não diz nenhuma restrição de herança.

6. Podemos descartar os objetos de uma classe singleton, mas não da classe estática.

7. Métodos podem ser substituídos.

8. Pode ser carregado com preguiça quando necessário (as classes estáticas são sempre carregadas).

9. Nós podemos implementar interface (classe estática não pode implementar interface).

Uma classe estática é aquela que possui apenas métodos estáticos, para os quais uma palavra melhor seria "funções". O estilo de design incorporado em uma classe estática é puramente processual.

Singleton, por outro lado, é um padrão específico para o projeto OO. É uma instância de um objeto (com todas as possibilidades inerentes a isso, como o polimorfismo), com um procedimento de criação que garante que haja apenas uma instância dessa função específica durante toda a sua vida útil.

No padrão singleton, você pode criar o singleton como uma instância de um tipo derivado; não é possível fazer isso com uma classe estática.

Exemplo rápido:

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

Para expandir a resposta de Jon Skeet

A grande diferença entre um singleton e vários métodos estáticos é que os singletons podem implementar interfaces (ou derivar de classes base úteis, embora isso seja menos IME comum), para que você possa passar pelo singleton como se fosse "apenas mais uma implementação".

Os singletons são mais fáceis de trabalhar ao testar uma unidade. Onde quer que você passe singletons como parâmetro (construtores, configuradores ou métodos), você pode substituir uma versão zombada ou stubbed do singleton.

Aqui está um bom artigo: http://javarevisited.blogspot.com.au/2013/03/difference-between-singleton-pattern-vs-static-class-java.html

Classes estáticas

• uma classe com todos os métodos estáticos .
• melhor desempenho (métodos estáticos são ligados em tempo de compilação)

• não pode substituir métodos, mas pode usar a ocultação de métodos. ( O que é método oculto em Java? Até a explicação JavaDoc é 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");
      }
  }
  

Singleton

• um objeto que pode ser instanciado apenas uma vez.
• métodos podem ser substituídos ( por que o Java não permite a substituição de métodos estáticos? )
• mais fácil zombar do que métodos estáticos
• melhor em manter o estado

Em resumo, eu usaria apenas classes estáticas para armazenar métodos util e usar Singleton para todo o resto.

Editar% s

• classes estáticas também são carregadas com preguiça. Thanks @jmoreno ( Quando é que a inicialização da classe estática acontece? )

• método oculto para classes estáticas. Obrigado @MaxPeng.

Outra vantagem de um singleton é que ele pode ser serializado facilmente, o que pode ser necessário se você precisar salvar seu estado em disco ou enviá-lo para algum lugar remotamente.

Não sou um grande teórico de OO, mas pelo que sei, acho que o único recurso de OO que falta às classes estáticas em comparação aos Singletons é o polimorfismo. Mas se você não precisar, com uma classe estática, é claro que você pode ter herança (não tenho certeza sobre a implementação da interface) e encapsulamento de dados e funções.

O comentário de Morendil: "O estilo de design incorporado em uma classe estática é puramente processual". Posso estar errado, mas discordo. Nos métodos estáticos, você pode acessar membros estáticos, o que seria exatamente o mesmo que os métodos singleton que acessam seus membros de instância única.

edit:
Na verdade, estou pensando agora que outra diferença é que uma classe estática é instanciada no início do programa * e vive por toda a vida útil do programa, enquanto um singleton é instanciado explicitamente em algum momento e pode ser destruído também.

* ou pode ser instanciado no primeiro uso, dependendo do idioma, eu acho.

Para ilustrar o ponto de Jon, o que é mostrado abaixo não pode ser feito se o Logger for uma classe estática. A classe SomeClassespera que uma instância de ILoggerimplementação seja passada para seu construtor.

A classe Singleton é importante para que a injeção de dependência seja possível.

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();
    }
}

Bem, um singleton é apenas uma classe normal que é instanciada, mas apenas uma vez e indiretamente do código do cliente. A classe estática não é instanciada. Tanto quanto eu sei, os métodos estáticos (a classe estática deve ter métodos estáticos) são mais rápidos que os não estáticos.

Editar:
Descrição da regra de desempenho do FxCop: "Métodos que não acessam dados da instância ou métodos de instância da chamada podem ser marcados como estáticos (compartilhados no VB). Depois disso, o compilador emitirá sites de chamada não virtuais para esses membros, o que impedirá um verifique no tempo de execução cada chamada que assegura que o ponteiro do objeto atual não seja nulo. Isso pode resultar em um ganho mensurável de desempenho para código sensível ao desempenho. Em alguns casos, a falha ao acessar a instância atual do objeto representa um problema de correção. "
Na verdade, não sei se isso se aplica também a métodos estáticos em classes estáticas.

Singleton é instanciado, é que só existe uma instância já instanciada, daí o single em Singleton.

Uma classe estática não pode ser instanciada por nada além de si mesma.

As principais diferenças são:

• Singleton tem uma instância / objeto enquanto classe estática é um monte de métodos estáticos
• Singleton pode ser estendido, por exemplo, através de uma interface, enquanto a classe estática não pode ser.
• O Singleton pode ser herdado, o que suporta os princípios de abertura / fechamento nos princípios do SOLID, por outro lado, a classe estática não pode ser herdada e precisamos fazer alterações por si só.
• O objeto Singleton pode ser passado para métodos, enquanto a classe estática, pois não possui instância, não pode ser passada como parâmetros

Singleton é uma melhor abordagem da perspectiva de teste. Diferentemente das classes estáticas, o singleton pode implementar interfaces e você pode usar uma instância simulada e injetá-las.

No exemplo abaixo, ilustrarei isso. Suponha que você tenha um método isGoodPrice () que use um método getPrice () e implemente getPrice () como um método em um singleton.

singleton que fornece a funcionalidade 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();
    }

Implementação 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;
    }

classe de teste:

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);

    }

}

Caso tomemos a alternativa de usar o método estático para implementar o getPrice (), foi difícil para o mock getPrice (). Você pode simular a estática com a simulação de energia, mas nem todos os produtos podem usá-lo.

Estou de acordo com esta definição:

A palavra " único " significa um único objeto ao longo do ciclo de vida do aplicativo, portanto, o escopo está no nível do aplicativo.

A estática não possui nenhum ponteiro de objeto, portanto, o escopo está no nível do domínio do aplicativo.

Além disso, ambos devem ser implementados para serem seguros para threads.

Você pode encontrar outras diferenças interessantes sobre: Padrão Singleton versus classe estática

Uma diferença notável é a instanciação diferente que vem com os Singletons.

Com classes estáticas, ele é criado pelo CLR e não temos controle sobre ele. com singletons, o objeto é instanciado na primeira instância em que tenta ser acessado.

Em muitos casos, esses dois não têm diferença prática, especialmente se a instância singleton nunca muda ou muda muito lentamente, por exemplo, mantendo configurações.

Eu diria que a maior diferença é que um singleton ainda é um Java Bean normal, em oposição a uma classe Java apenas estática especializada. E por causa disso, um singleton é aceito em muitas outras situações; é de fato a estratégia de instanciação padrão do Spring Framework. O consumidor pode ou não saber que está sendo transmitido um singleton, apenas o trata como um Java bean normal. Se os requisitos mudarem e um singleton precisar se tornar um protótipo, como costumamos ver no Spring, isso pode ser feito de maneira totalmente transparente, sem uma linha de alteração de código para o consumidor.

Outra pessoa mencionou anteriormente que uma classe estática deve ser puramente processual, por exemplo, java.lang.Math. Na minha opinião, essa classe nunca deve ser contornada e nunca deve conter nada além de estática final como atributos. Para todo o resto, use um singleton, pois é muito mais flexível e fácil de manter.

Temos nossa estrutura de banco de dados que faz conexões com o back-end. Para evitar leituras sujas em vários usuários, usamos o padrão singleton para garantir que tenhamos uma única instância disponível a qualquer momento.

Em c #, uma classe estática não pode implementar uma interface. Quando uma classe de instância única precisa implementar uma interface para contratos de negócios ou fins de IoC, é aqui que eu uso o padrão Singleton sem uma classe estática

Singleton fornece uma maneira de manter o estado em cenários sem estado

Espero que ajude você ..

1. Carregamento lento
2. Suporte de interfaces, para que a implementação separada possa ser fornecida
3. Capacidade de retornar o tipo derivado (como uma combinação de lazyloading e implementação de interface)

uma. Serialização - membros estáticos pertencem à classe e, portanto, não podem ser serializados.

b. Embora tenhamos tornado o construtor privado, as variáveis ​​de membro estático ainda serão transportadas para a subclasse.

c. Não podemos fazer uma inicialização lenta, pois tudo será carregado apenas no carregamento da classe.

Da perspectiva do cliente, o comportamento estático é conhecido pelo cliente, mas o comportamento Singleton pode ser concluído oculto de um cliente. O cliente pode nunca saber que existe apenas uma única instância com a qual ele está brincando repetidamente.

Eu li o seguinte e acho que também faz sentido:

Cuidando dos Negócios

Lembre-se, uma das regras OO mais importantes é que um objeto é responsável por si mesmo. Isso significa que os problemas relacionados ao ciclo de vida de uma classe devem ser tratados na classe, não delegados a construções de linguagem como estática e assim por diante.

do livro Processo de Pensamento Objetivo-Orientado 4th Ed.

Em um artigo que escrevi, descrevi meu ponto de vista sobre por que o singleton é muito melhor do que uma classe estática:

1. Classe estática não é realmente classe canônica - é um espaço para nome com funções e variáveis
2. Usar classe estática não é uma boa prática devido à quebra de princípios de programação orientada a objetos
3. A classe estática não pode ser passada como parâmetro para outros
4. A classe estática não é adequada para inicialização "lenta"
5. A inicialização e o uso da classe estática sempre são rastreados
6. Implementar o gerenciamento de threads é difícil

1. Podemos criar o objeto da classe singleton e passá-lo ao método

2. A classe Singleton não tem nenhuma restrição de herança.

3. Não podemos descartar os objetos de uma classe estática, mas podemos singleton.

Distinção da classe estática

O JDK tem exemplos de singleton e estático, por um lado, java.lang.Mathé uma classe final com métodos estáticos, por outro lado, java.lang.Runtimeé uma classe singleton.

Vantagens de singleton

• Se a sua necessidade de manter o estado do que o padrão singleton for uma escolha melhor do que a classe estática, porque a manutenção do estado na classe estática leva a erros, especialmente em ambientes simultâneos, que podem levar a condições de corrida sem modificação paralela de sincronização adequada por vários encadeamentos.

• A classe Singleton pode ser carregada com preguiça se for um objeto pesado, mas a classe estática não tem essas vantagens e sempre é carregada com avidez.

• Com o singleton, você pode usar herança e polimorfismo para estender uma classe base, implementar uma interface e fornecer diferentes implementações.

• Como os métodos estáticos em Java não podem ser substituídos, eles levam à inflexibilidade. Por outro lado, você pode substituir os métodos definidos na classe singleton estendendo-a.

Desvantagens da classe estática

• É mais fácil escrever teste de unidade para singleton do que classe estática, porque você pode passar objetos simulados sempre que se espera singleton.

Vantagens da classe estática

• A classe estática fornece melhor desempenho que o singleton, porque os métodos estáticos são vinculados no tempo de compilação.

Existem várias realizações do padrão singleton, cada uma com vantagens e desvantagens.

• Ansioso de carregamento ansioso
• Singleton de bloqueio verificado duas vezes
• Idioma do detentor de inicialização sob demanda
• O singleton baseado em enum

Descrição detalhada de cada uma delas é muito detalhada, por isso, basta colocar um link para um bom artigo - Tudo o que você quer saber sobre Singleton

Há uma enorme diferença entre uma única instância de classe estática (ou seja, uma única instância de uma classe, que passa a ser uma variável estática ou global) e um único ponteiro estático para uma instância da classe no heap:

Quando o aplicativo sair, o destruidor da instância de classe estática será chamado. Isso significa que, se você usou essa instância estática como um singleton, seu singleton deixou de funcionar corretamente. Se ainda houver um código em execução que use esse singleton, por exemplo, em um encadeamento diferente, é provável que esse código falhe.

A diferença na minha cabeça é implementar programação orientada a objetos (Singleton / Prototype) ou programação funcional (estática).

Estamos muito focados no número de objetos criados pelo padrão singleton quando o que devemos focar é que, no final, mantemos um objeto. Como outros já disseram, ele pode ser estendido, passado como um parâmetro, mas o mais importante é que está cheio de estado.

Por outro lado, a estática é usada para implementar a programação funcional. Os membros estáticos pertencem a uma classe. Eles são apátridas.

A propósito, você sabia que pode criar classes estáticas singleton :)