C#面向对象设计模式纵横谈——2.Singleton 单件(创建型模式)

一：模式分类

从目的来看：

创建型（Creational）模式：负责对象创建。

结构型（Structural）模式：处理类与对象间的组合。

行为型（Behavioral）模式：类与对象交互中的职责分配。

从范围来看：

类模式处理类与子类的静态关系。

对象模式处理对象间的动态关系。

二：Singleton （创建型模式） 单件

1.动机（Motivation）

软件系统中，经常有这样一些特殊的类，必须保证他们在系统中只存在一个实例，才能确保它们的逻辑正确性，以及良好的效率。

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 ？

这应该是类设计者的责任，而不是使用者的责任。

2.意图（Intent）

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。   ——《设计模式》 GOF

3.结构（Structure）

 

三：实现

1.单线程Singleton模式实现

1.2单线程Singleton几个要点：

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

Singleton模式一般不要支持Icloneable接口，因为这可能导致多个实例对象，与Singleton模式初衷违背。

Singleton模式一般不要支持序列化，因为这可能导致多个实例对象，与Singleton模式初衷违背。

Singleton模式只考虑对象创建的管理，没有考虑对象销毁的管理，就支持垃圾回收的平台和对象的开销来讲，我们没有必要对其销毁进行管理特殊管理。

不能应对多线程情况，在多线程环境下仍有可能出现多个对象实例。

 public class MySigleton_SingleProcess
    {
        private static MySigleton_SingleProcess instance;

        private MySigleton_SingleProcess() { }

        public static MySigleton_SingleProcess GetMySingletonInstance()
        { 
            if(instance==null){
                instance = new MySigleton_SingleProcess();
            }
            return instance;
        }
    }

　　

2.多线程Singleton模式实现

    public class MySigleton_MultiProcess
    {
        private static MySigleton_MultiProcess instance;

        private static readonly object lockHelper=new object();

        private MySigleton_MultiProcess() { }

        public static MySigleton_MultiProcess GetMySingletonInstance()
        {
            if (instance == null)
            {
                lock (lockHelper)
                {
                    //double check 预防代码编译的时候作出优化调整了代码执行顺序
                    if (instance == null)
                    {
                        instance = new MySigleton_MultiProcess();
                    }
                }
               
            }
            return instance;
        }
    }

3.使用.NET初始化机制实现多线程Singleton模式

  public  class Singleton
    {
        private static readonly Singleton _instance = new Singleton();

        // Explicit static constructor to tell C# compiler
        // not to mark type as beforefieldinit
        static Singleton()
        {
        }

        /// <summary>
        /// Prevents a default instance of the 
        /// <see cref="Singleton"/> class from being created.
        /// </summary>
        private Singleton()
        {
        }

        /// <summary>
        /// Gets the instance.
        /// </summary>
        public static Singleton Instance
        {
            get
            {
                return _instance;
            }
        }
    }

4.Singleton 模式扩展

 将一个实例扩展到多个实例，比如对象池的实现。

将New构造器的调用转移到其他类中，例如多个类协同工作环境中，某个局部环境只需要拥有某个类的一个实例。

Singleton 模式核心是“如何控制用户使用new对一个类的实例构造器的任意调用”。

5. .NET框架中Singleton模式的应用

Object 基类中的 GetType() 。