[设计模式]第一回：单例模式(Singleton Pattern)

1.引言

设计模式的文章，园子里很多，本人也只是在看文章，把自己的理解写下来，已加深映像。

Singleton模式要求一个类有且仅有一个实例，并且提供了一个全局的访问点。这也是一种功能的实现，比如缓存Cache，虽说有很多访问点，但是它们其实都访问的是同一个实例。

Singleton模式是用于控制创建对象，所以是一种创建型模式。

2.实战

物理模型：

实现实例唯一，很快就想到了静态变量。static变量，如果类中没有静态构造函数，该变量将在编译时就被添加到加载堆loader heap中，如果有静态构造函数，将在第一次访问类时进行初始化，初始化完成之后，就一直在loader heap中，将不会消失，是分配的这个地址不会消失，如果它指向一个对象，这个对象必然不会回收了。

    public sealed class Singleton
    {
        static Singleton instance = null;
    }

看到上面的是sealed防止继承，如果不用静态成员，将是不安全的，因为我们无法获取一个对象的引用有多少个。我们还要保证，只实例化一次，因为等号右边的值是会变化的，如下

instance =new Singleton();
instance =null;
instance =new Singleton();

上面的代码instance 变化了3个值，那是不允许的，好吧，我把构造函数给 私有化，OK防止new了，那null 怎么办，设置成只读，如属性有只读属性。如下：

    public sealed class Singleton
    {
        static Singleton instance = null;       

        Singleton()
        {
        }

        public static Singleton Instance
        {
            get
            {
                if (instance == null)
                {
                    instance = new Singleton();
                }
                return instance;
            }
        }
    }

这个 线程安全问题，多线程 可能会创建多个实例，最终 都会指向最后那个创建的对象，加锁吧。

    public sealed class Singleton
    {
        static Singleton instance = null;
        static readonly object padlock = new object();

        Singleton()
        {
        }

        public static Singleton Instance
        {
            get
            {
                if (instance == null)
                {
                    lock (padlock)
                    {
                        if (instance == null)
                        {
                            instance = new Singleton();
                        }
                    }
                }
                return instance;
            }
        }
    }

现在安全了，其实一个静态变量并且初始化就能达到目的，因为静态变量在内存中只有一份，它的值可以改变的，为了防止改变 只读，用readonly 修饰，不只读不行， 如下：

    public sealed class Singleton
    {
        public readonly static Singleton instance = new Singleton();
    }

上面方式可以不加sealed。

3.小结

实现就是用静态成员 加上 构造器的限制来进行创建，看似简单，要理解这个单例模式，这里涉及到对 继承、构造函数、sealed、readonly、static、lock 关键字的理解，单例模式体现的知识点还不少吧，这些没有理解清楚，就不能很好的实现单例模式。