单例模式（饿汉式和懒汉式）

单例模式的定义

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对系统中的某些类来说，只有一个实例很重要。例如游戏中Player角色类，玩家角色必须唯一。定义全局变量可以确保对象随时都可以被访问，但不能防止我们实例化多个对象。为了解决该问题，提出了让类自身负责保存它唯一实例。这个类保证没有其他实例被创建，并提供一个访问该实例的方法，这就是单例模式的思路。

单例模式（Singleton Pattern）确保某一个类只有一个实例，而自行实例化并向整个系统提供这个实例，这个类被称为单例类，它提供全局访问的方法。它是一种对象创建型模式。

• 单例类只能有一个实例
• 单例类必须自行创建这个实例
• 单例类必须自行向整个系统提供这个实例

模式结构

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单例模式实现过程必须：

• 单例类构造函数为私有
• 提供一个自身的静态私有变量
• 提供一个公有的静态工厂方法

结构如下：

单例模式的缺点

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1. 单例模式没有抽象层，很难对其扩展
2. 单例类职责过重，违背了“”单一职责原则“”

 饿汉式和懒汉式

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1.饿汉式

class  Singleton
{
    private static Singleton _instanceSingleton = new Singleton();

    private Singleton()
    {
    //私有构造
    }

    public static Singleton getInstance()
    {
        return _instanceSingleton;
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Singleton XiaoHua  = Singleton.getInstance();
    }
}   

2、懒汉式

class  Singleton
{
    private static Singleton _instanceSingleton;

    private Singleton()
    {//私有构造
    }

    public static Singleton getInstance()
    {
        if (_instanceSingleton ==null)
        {
         _instanceSingleton = new Singleton();
        }
        return _instanceSingleton;
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Singleton XiaoHua  = Singleton.getInstance();
    }
}        

比较上面两种写法：

从效率上看：

一个判断一个不判断，判断的浪费时间，但节省空间。不判断的浪费空间，但节省时间。从某种角度优先考虑使用饿汉式。

懒汉式是牺牲时间，也就是每次获取实例都会进行判断，看是否需要创建实例，浪费判断的时间。当然，如果一直没有人使用的话，那就不会创建实例，则节约内存空间。

饿汉式选择牺牲空间，当类装载的时候就会创建类实例，不管你用不用，先创建出来，然后每次调用的时候，就不需要再判断了，节省了运行时间。

从线程安全上看：

不加同步的懒汉式是线程不安全的。假设有两个线程，一个是线程A，一个是线程B，它们同时调用getInstance方法，那就可能导致并发问题，出现两个实例。解决方法可以通过双重检查锁定(Double-CheckLocking)的双重判断机制。

1. 当实例不存在且同时有两个线程调用GetInstance()方法时，它们都可以通过第一重“_instanceSingleton == null”判断
2. 然后由于lock锁定机制，只有一个线程进入lock中执行创建代码，另一个线程处于排队等待状态
3. 必须等待第一个线程执行完毕后才可以进入lock锁定的代码
4. 进行第二重“_instanceSingleton == null”判断，是否创建实例

最终改良后的懒汉式：

class Singleton
{
    private static Singleton _instanceSingleton;
        
    //程序运行时创建一个静态只读的辅助对象  
    private static readonly object syncRoot = new object();


    private Singleton()
    {//私有构造
    }

    public static Singleton getInstance()
    {
        if (_instanceSingleton == null)
        {
            lock (syncRoot)//线程控制
            {
                if(_instanceSingleton == null){
                
                _instanceSingleton = new Singleton();                
                
                }      
            }
        }
        return _instanceSingleton;
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Singleton XiaoHua = Singleton.getInstance();
    }
}