设计模式——单例模式(Singleton Patterns)

 设计模式(1)：单例模式(Singleton Patterns)

 

 单例模式(Singleton Patterns)

 

动机   

         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。这就提出了一个问题：如何绕过常规的构造器，提供一种机制来保证一个类只有一个实例？客户程序在调用某一个类时，它是不会考虑这个类是否只能有一个实例等问题的，所以，这应该是类设计者的责任，而不是类使用者的责任。

从另一个角度来说，Singleton模式其实也是一种职责型模式。因为我们创建了一个对象，这个对象扮演了独一无二的角色，在这个单独的对象实例中，它集中了它所属类的所有权力，同时它也肩负了行使这种权力的职责！  

意图

 

   保证一个类仅有一个实例，并提供一个该实例的全局访问点 

 

                                                     单例模式(Singleton)结构图  

建立一个Singleton类，定义一个GetInstance操作，允许客户访问它的唯一实例。GetInstance是一个静态方法，主要负责创建自己的一个唯一实例。

 1class Singleton
 2{
 3    private static Singleton instance;
 4    private Singleton()  //构造方法为private,这就使得外界不能利用new创建此类实例
 5    {
 6    }
 7    public static Singleton GetInstance() //此方法是获得本实例的唯一全局访问点
 8    {
 9        if(instance==null)   //若实例不存在，则new一个新实例，否则返回已有的实例
        {
            instance=new Singleton;
        }
        return instance;
    }
}

 

客户端代码：

static void main(string args)
{
    Singleton t1=Singleton.GetInstance();
    Singleton t2=Singleton.GetInstance();
    if(t1==t2)
    {
        Console.WriteLine("两个对象是相同的实例")；
    }
    Console.Read();
}

 

多线程时的单例：

当有多个线程同时时，为了防止调用GetInstance()时创建多个实例，就须使用lock(确保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临界区，则它将一直等待，直到对象被释放) 

class Singleton
{
    private static Singleton instance;
    private static readonly object syncRoot=new object();
    private Singleton() { }
    public static Singleton GetInstance()
    {
        if(instance==null)
        {
            lock(syncRoot)
            {
                if(instance==null)
                {
                    instance=new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

 

静态初始化：运用静态初始化可以使单例模式变得更简单。

public sealed class Singleton  //sealed 阻止发生派生，而派生可能会增加实例
{
    private static readonly Singleton instance=new Singleton();  
    //在第一次引用类的任何成员时创建实例。公共语言运行库负责处理变量初始化
    private Singleton() { }
    public static Singleton GetInstance()
    {
        return instance;
    }
}

 

单线程Singleton模式的几个要点：

1.Singleton模式中的实例构造器可以设置为protect以允许子类派生

2.Singleton模式一般不要支持ICloneable接口，因为这可能会导致多个对象实例，与Singleton模式的初衷违背。

3.Singleton模式不要支持序列化，理由同2。

4.不对应多线程环境。

5.只考虑了对象创建的管理，没有考虑对象销毁的管理。