设计模式研究（二）-Singleton

上篇：设计模式研究（一）实例比较TemplateMethod与Strategy

本篇先讨论单件 Singleton，单件的目标是保证一个类型只有一个实例，那么由谁来保证实例的唯一性呢？可能的方案有：

a）调用端保证。
调用端调用一个类时，他是不需要也不会去考虑这个类是否已经被实例化的。而且把这样的监管工作交给调用端是很不负责的做法。
b）类型内部保证。

类型内部如何保证？

将实例创建工作放到类型内部，这样类型就可以将实例创建工作监管起来。类型可以知道内部的实例有没有被创建，甚至可以知道创建实例的工作被执行了多少次。

所以个人认为理解单件需要分为两步：

1、 监管工作谁来做？实例的监管工作需要类型自己去做。

2、 监管工作如何做？类型如何保证实例唯一就是技术实现问题了，可以看到的版本有 线程安全的、双重锁定的、延迟初始化的等。

下面使用伪代码逐步分析实例化工作放到类型内部的做法。

 调用我，实例我给你

    class Singleton
    {
        Singleton Instance = null;
        // 实例化类型 Singleton
        Singleton GetInstance()
        {
            Instance = new Singleton();
            return Instance;
        }
    }

你只管调用，我保证唯一

    class Singleton
    {
        Singleton Instance = null;
        //实例化类型 Singleton
        Singleton GetInstance()
        {
            Instance = new Singleton();
            return Instance;
        }
        // 实例化类型 Singleton，实例化时判断类型有没有被创建过，这样就保证了实例的唯一
        Singleton GetInstance()
        {
            if (Instance == null)
            {
                Instance = new Singleton();
            }
            return Instance;
        }
    }

你们都可以调用，我需要统计调用次数

class Singleton
    {
        Singleton Instance = null;
        public int Count { get; set; }
        //实例化类型 Singleton
        Singleton GetInstance()
        {
            Instance = new Singleton();
            return Instance;
        }
        // 实例化类型 Singleton，实例化时判断类型有没有被创建过，这样就保证了实例的唯一
        Singleton GetInstance()
        {
            if (Instance == null)
            {
                Instance = new Singleton();
            }
            return Instance;
        }
        // 实例化类型 Singleton，并且加入一个计数器，这样能知道实例化工作被执行了多少次
        Singleton GetInstance()
        {
            Count++;
            if (Instance == null)
            {
                Instance = new Singleton();
            }
            return Instance;
        }
    }

想使用实例？请出示合法证件

class Singleton
    {
        Singleton Instance = null;
        public int Count { get; set; }
        //实例化类型 Singleton
        Singleton GetInstance()
        {
            Instance = new Singleton();
            return Instance;
        }
        // 实例化类型 Singleton，实例化时判断类型有没有被创建过，这样就保证了实例的唯一
        Singleton GetInstance()
        {
            if (Instance == null)
            {
                Instance = new Singleton();
            }
            return Instance;
        }
        // 实例化类型 Singleton，并且加入一个计数器，这样能知道实例化工作被执行了多少次
        Singleton GetInstance()
        {
            Count++;
            if (Instance == null)
            {
                Instance = new Singleton();
            }
            return Instance;
        }
        // 实例化类型 Singleton，并且接收一个合法的授权，这样可以知道每个授权方的调用次数，使用频率
        Singleton GetInstance(string caller)
        {
            //Check 调用方合法性验证
            if (Check(caller))
            {
                CallerCount(caller);
                if (Instance == null)
                {
                    Instance = new Singleton();
                }
                return Instance;
            }
            else
                return null;
        }
        //记录调用方调用次数
        public void CallerCount(string caller)
        {
            //caller Count++
        }
        public bool Check(string caller)
        {
            return true;
        }
    }

 欢迎一起讨论！

 --------------------------补充-------------------------------

我把几种流行的 Singleton 写法发出来，省的大家再去查资料。

  public sealed class MySingleton
    {
        static MySingleton instance = null;
        MySingleton() { }
        //简单写法
        public static  MySingleton Istance 
        {
            get
            {
                if (instance == null)
                {
                    instance = new MySingleton();
                }
                return instance;
            }
        }
        //线程安全
        static readonly object obj = new object();
        public static MySingleton SafeInstance
        {
            get
            {
                lock (obj)
                {
                    if (instance == null)
                        instance = new MySingleton();
                    return instance;
                }
            }
        }
        //双重锁定 节约开销
        public static MySingleton LockInstance
        {
            get
            {
                if (instance == null)
                {
                    lock (obj)
                    {
                        if (instance == null)
                            instance = new MySingleton();
                    }
                }
                return instance;
            }
        }
        //静态初始化
        static MySingleton() { }
        static readonly MySingleton staticinstance = new MySingleton();
        public static MySingleton StaticInstance
        {
            get
            {
                return staticinstance;
            }
        }
        //延迟初始化
        public static MySingleton lazyInstance
        {
            get
            {
                return Lazy.staticinstance;
            }
        }
        class Lazy
        {
            internal static readonly MySingleton staticinstance = new MySingleton();
            static Lazy() { }
        }
    }