设计模式01： Singleton 单例模式（创建型模式）

Singleton 单例模式（创建型模式）

动机（Motivation）
当进行软件开发是会有这样一种需求：在系统中只有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。
这应该是类设计者的责任，而不是使用者的责任。

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

单线程Singleton模型实现：

pulic class Singleton
{
    private static Singleton instance;//如果客户不需要这个实例最好不要new一个实例，不要在这里new
    
    private Singleton(){}//如果不写的话，将会是public的构造器，public是可以随便new的
    
    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            if(instance==null)
            {
                instance=new Singleton();
            }
            return instance;
        }
    }
}

调用：Singleton instance = Singleton.Instance;

单线程Singleton模式的几个要点：
Singleton模式总的实例构造器可以设置为protected以允许子类派生。
Single模式一般不要支持IColoneable接口，因为这可能导致多个对象实例，同样与Singleton模式的初衷违背。
Single模式只考虑到了对象创建的管理，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特殊的处理。

多线程Singleton模型实现：

class Singleton
{
    private static volatile Singleton instance=null;//编译代码的时候编译器会对代码微调，为了禁止微调所以要加volatile
    private static object lockHelper=new object();
    private Singleton(){}
    public sttic Singleton Instance
    {
        get
        {
            if(instance==null)
            {
                lock(lockHelper)
                {
                    if(instance==null)
                    {
                        instance=new Singleton();
                    }
                }
            }
            return instance;
        }
    }
}

.NET自带的单例实现：

class Singleton
{
    public static readonly Singleton Instance = new Singleton();//内联初始化
    private Singleton(){}
}

等同于：

class Singleton
{
    public static readonly Singleton Instance;//Instance在被访问之前会先走静态构造器
    static Singleton()//静态构造器，.net类型初始化机制可以保证只有一个线程执行。静态构造器不能传递参数，它是给系统来调用的。
    {
        Instance=new Singleton();
    }
    private Singleton(){}
}

弊端：
不支持参数化
以单线程Singleton模型实现为例，就可以支撑参数化：

pulic class Singleton
{
    private static Singleton instance;
    
    private Singleton(int x,int y)
    {
        this.x=x;
        this.y=y;
    }
    
    public static Singleton GetInstance(int x,int y)
    {
        if(instance==null)
        {
            instance=new Singleton(x,y);
        }
        else
        {
            instance.x=x;
            instance.y=y;
        }
        return instance;
    }
    
    int x;
    int y;   
}

调用：
Singleton t1=Singleton.GetInstance(100,200);
Singleton t2=Singleton.GetInstance(200,300);

其实可以用设置属性的方法也可以这实现：

class Singleton
{
    public static readonly Singleton Instance = new Singleton();//内联初始化
    private Singleton(){}
    
    public int x
    {
        get{
            return this.x;
        }
        set{
            this.x=x;
        }
    }
    public int y
    {
        get{
            return this.y;
        }
        set{
            this.y=y;
        }
    }
    int x;
    int y;
    
    /*也可以添加初始化函数（也可以带参数），来和构造器进行剥离
    public void Init()
    {
        ...
    }
    */
}

Singleton模式扩展
将一个实例扩展到n个实例，例如对象池的实现。
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。
理解和扩展Singleton模式的核心是“如何控制用户使用new对一个类的实例构造器的任意调用”。

最近在看李建忠老师的 《C#面向对象设计模式纵横谈》，虽然是很多年前的视频，还是很受启发，就决定把笔记整理一遍。