Java中惰性“运行一次”初始化的方法和单元测试的覆盖

我正在寻找一段行为有点像单例的代码，但不是因为单例不好：我所寻找的必须满足以下目标：

线程安全 简单理解和使用，即几行代码。图书馆电话没问题 快速的 不是单身；对于测试，必须能够覆盖该值，并在测试后将其重置。 本地所有必要信息必须放在一个地方 仅当实际需要该值时才运行。 在RHS上运行一次代码必须执行一次且仅执行一次 示例代码：

private int i = runOnce(5); // Set i to 5
// Create the connection once and cache the result
private Connection db = runOnce(createDBConnection("DB_NAME"));

public void m() {
    String greet = runOnce("World");
    System.out.println("Hello, "+greet+"!");
}

请注意，字段不是静态的；只有表达式的RHS右侧是。。。嗯，在某种程度上是静态的。测试应该能够为i和greet注入新的值

还要注意，这段代码概述了我打算如何使用这段新代码。您可以随意用任何东西替换runOnce，或者将其移动到其他位置—可能是构造函数，也可能是init方法或getter。但LOC越少越好

一些背景资料：

我不是在寻找Spring，我在寻找一段代码，它可以用于最常见的情况：您需要实现一个接口，并且除了您希望传递模拟对象的测试之外，再也不会有第二个实现。另外，Spring失败了2、3和5：您需要学习配置语言，必须在某个地方设置应用程序上下文，它需要一个XML解析器，而不是本地信息到处传播

由于5，全局配置对象或工厂不符合要求

静态决赛已出局，因为4无法更改决赛。静态的气味是因为类加载器的问题，但您可能需要在runOnce中使用它。我只是希望能够在表达式的LHS中避免它

一种可能的解决方案是使用默认设置，该设置将返回相同的对象。因为我可以把东西放在缓存中，这也允许在任何时候覆盖该值。但也许有一个比ehcache更紧凑/简单的解决方案，它同样需要一个XML配置文件，等等

[编辑]我想知道为什么这么多人对此投了反对票。这是一个有效的问题，至少在我的代码中，用例非常常见。所以，如果你不理解问题或背后的原因，或者你没有答案或你不在乎，为什么要投否决票/

[EDIT2]如果你看看Spring的应用程序上下文，你会发现99%以上的bean都只有一个实现。你可以拥有更多，但实际上，你根本没有。因此，我没有将接口、实现和配置分开，而是考虑在最简单的情况下只有一个实现，一个当前方法和一行或两行聪明的代码，在第一次调用时为当前结果初始化一次，但同时允许重写线程安全的结果，如果可能的话。将其视为一个原子ifo==null o=new o；返回o，您可以在其中覆盖o。也许一个AtomicRunOnceReference类就是解决方案

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现在，我只是觉得我们每天都拥有和使用的东西不是最好的，有一个令人困惑的解决方案，它会让我们都拍拍脑袋说就这样。正如几年前Spring出现时我们所感受到的那样，我们意识到我们所有的单例问题来自何处以及如何解决它们。

线程安全初始化代码imho的最佳习惯用法是懒惰的内部类。经典版本是

class Outer {
  class Inner {
    private final static SomeInterface SINGLETON;

    static {
      // create the SINGLETON
    }
  }

  public SomeInterface getMyObject() {
    return Inner.SINGLETON;
  }
}

因为它是线程安全的，延迟加载，而且非常优雅

现在您需要可测试性和可替换性。在不知道它到底是什么的情况下很难给出建议，但最明显的解决方案是使用依赖项注入，特别是如果您使用的是Spring并且有应用程序上下文的话

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这样，您的单例行为由一个接口表示，您只需将其中一个注入到相关类或工厂中生成一个接口，然后您当然可以将其替换为任何您喜欢的用于测试目的的方法。

我认为您可以使用的一个解决方案是提供一个受保护的方法，该方法可以在测试我以前用于测试遗留代码的解决方案

比如：

private SomeObject object;

protected SomeObject getObject() {
   if (object == null) {
       object = new SomeObject();
   }
   return object;
}

然后在测试课上，您可以执行以下操作：

public void setUp() {
   MyClassUnderTest cut = new MyClassUserTest() {
      @Override
      protected SomeObject getObject() }
         return mockSomeObject;
      }
   };
}

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我不得不说，我对这种模式不太感兴趣，因为它暴露了您可能并不真正想要的受保护字段，但它有助于您摆脱注入不可用的情况

您可以使用IoC技术，即使您不使用IoC框架Spring/Guice/。。。。在我看来，这是避免单身的唯一干净方法。

以下是满足我所有要求的解决方案：

/** Lazy initialization of a field value based on the (correct)
* double checked locking idiom by Joschua Bloch
*
* <p>See "Effective Java, Second Edition", p. 283
*/
public abstract class LazyInit<T>
{
    private volatile T field;

    /** Return the value.
    *
    *  <p>If the value is still <code>null</code>, the method will block and
    *  invoke <code>computeValue()</code>. Calls from other threads will wait
    *  until the call from the first thread will complete.
    */
    @edu.umd.cs.findbugs.annotations.SuppressWarnings("UG_SYNC_SET_UNSYNC_GET")
    public T get ()
    {
        T result = field;
        if (result == null) // First check (no locking)
        {
            synchronized (this)
            {
                result = field;
                if (result == null) // Second check (with locking)
                {
                    field = result = computeValue ();
                }
            }
        }
        return result;
    }

    protected abstract T computeValue ();

    /** Setter for tests */
    public synchronized void set (T value)
    {
        field = value;
    }

    public boolean hasValue()
    {
        return field != null;
    }
}

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从你的“需求”中，我无法收集到你真正想要的东西。你能解释一下吗？我正在寻找一种简单的方法来计算一次表达式，缓存结果，并能够覆盖单元测试的结果。你不能发布列表

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Yuval：我觉得这在Java中是一个非常常见的问题，我想知道是否有人有比Spring或static final更好的解决方案。那么，发布我的需求有什么错呢？我正在考虑将其转化为一个社区wiki，以收集所有正确的方法，来延迟初始化一个变量+pro/cons。评论？实际上第三段提到了可测试性。你到底想吃多少汤匙？你投了反对票吗？我已经说过春天不是一个选择。我不想被人用勺子舀；我已经看到了十几种不同的lazyinit+重写方法，它们都有各自的缺点。我只想知道是否有人有比Spring/Guice/等更好的解决方案。我投了反对票，因为答案不适合我的问题，但如果你对此感到很糟糕，我可以撤销它，没问题。没有压力，好吗？在我看来，编译内部类和进行适当JITted的时间加上它所占用的额外内存并不能使它看起来很优雅。从性能上看，易失性读取可能会超过它。同样，不能创建一次singleton意味着它将永远不会被创建。。。您有2个选项保留：它为null或ExceptionInInitializerError+NoClassDefFoundError.-1，不适合运行一次新7，以前仅在说明中。我想避免在新的SomeObject中重复调用代码，因为它很昂贵。现在进行惰性初始化。听起来很有希望。你知道分布式IoC容器是什么样子吗？IoC容器基本上是一个同步映射。如何将所有必要的逻辑移到几行代码中？如何更改值？您需要确保没有线程正在访问，因此所有线程都已完成。因此，如果任何线程仍在使用“field”，那么使用synchronized set就没有帮助，解决方案不是线程安全的。@bestsss:这是不正确的；该字段是可变的，在Java中更改单个字段是原子的，因此setter是线程安全的。即使没有synchronized关键字，它也应该是线程安全的。事实上，我刚刚检查了AtomicReference并删除了同步的。@bestsss:还要记住，在通常情况下，没有人调用setter-它的存在是为了让测试用例可以覆盖singleton。AtomicReference只是一个启用了CAS的易失性文件。我说的不是线程安全的赋值，而是赋值对象的使用。再次说明：如果线程仍在使用旧对象，那么一旦集合被“调用”，就会出现数据竞争。现在，代码明确地依赖于，在调用集合时，没有对象创建正在进行中，您有一个真正的数据竞争，并且不再使用“旧”对象。set上的Synchronized很好，至少可以防止在computeValue期间不进行设置。假设computeValue正在进行，并且执行了对set的调用？最后完成的人无条件覆盖上一个值。同时，当“field”包含其他引用时，computeValue的结果将被某些线程使用。您最好的选择是使用版本检查和ThreadLocals来实现目标。您无法重置仍在使用的值。