「设计模式」单例模式

单例模式(Singleton)：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
通常我们可以让一个全局变量是的一个对象被访问，但不能防止你实例多个对象。一个最好的办法就是让类自身负责保存它的一个实例。这个类可以保证没有其他实例可以被创建，并且它可以提供一个访问该实例的方法。

 

public class Singleton
{
    public static Singleton instance;

    //构造方法让其private，防止外部代码利用new创建类的实例化
    private Singleton()
    {

    }

    //或者类的唯一实例的全局访问点
    public static Singleton GetInstace()
    {
        if (instance == null)
        {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

 

GetInstace()是一个静态方法，主要负责创建类的唯一实例。
单例模式因为Singleton类封装了它的唯一实例，这样可以严格的控制客户怎么样访问它以及何时访问它。简单地来说就是对单一实例的受控访问。
 

多线程的程序中，多个线程同事访问Singleton类，调用GetInstace()方法，会有可能造成创建多个实例。
这里可以给进程一把锁来处理。lock是确保当一个线程位于代码的临界区时，另一个线程不进入临界区。如果其他线程试图进入锁定的代码，则它将一直等待，直到该对象被释放掉。

public class Singleton
{
    public static Singleton instance;
    //程序运行时创建一个静态的只读的进程扶助对象
    private static readonly object syncRoot = new object();

    //构造方法让其private，防止外部代码利用new创建类的实例化
    private Singleton()
    {

    }

    //或者类的唯一实例的全局访问点
    public static Singleton GetInstace()
    {
        if (instance == null)
        {
            //在同一时刻，加锁的这部分程序只有一个进程可以进入
            lock (syncRoot)
            {
                if (instance == null)
                {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

我们不能让GetInstace()方法每次调用的时候就直接加锁，这样会影响性能。所以我们在lock的前面加了个以判断，只有当Singleton类没有创建一个实例时，在实例末被创建的时候再加锁处理。同时保证了多线程的安全。这种做法被称为Double-Check Locking（双重锁定）

C#与CLR也提供了一种‘静态初始化’的方法，这种方法不需要程序员显示的编写线程安全代码，即可以解决多线程环境下它的不安全问题。

//用sealed修改时，防止发生派生，而派生可能会增加实例
public sealed class Singleton
{
    //用readonly修饰静态变量，意味着只能在静态初始化期间或者构造函数中分配变量。
    //在第一次引用类的任何成员时创建实例。
    public static readonly Singleton instance = new Singleton();

    //构造方法让其private，防止外部代码利用new创建类的实例化
    private Singleton()
    {

    }

    //或者类的唯一实例的全局访问点
    public static Singleton GetInstace()
    {
        return instance;
    }
}

静态变量初始化的方式是在自己加载时就将自己实例化，所以被形象的称之为饿汉式单例类。

在第一次被应用时，才会将自己实例化，所以就称为懒汉式单例类。

饿汉式单例类在类第一次加载的时候就实例化，所以要提前占用系统资源。而懒汉式又会面临多线程访问的安全性问题，需要做双重锁定这样的处理才能可以保证安全。从C#角度来讲，饿汉式的单例类已经足够满足我们的需求了。