單件模式

 1、基本概述

單件模式：確保一個類只有一個實例，並提供一個全局訪問點。

解析以下：

　　1）首先，該Singleton的構造函數必須是私有的，以保證客戶程序不會經過new()操做產生一個實例，達到實現單例的目的；

　　2）由於靜態變量的生命週期跟整個應用程序的生命週期是同樣的，因此能夠定義一個私有的靜態全局變量uniqueInstance來保存該類的惟一實例；

　　3）必須提供一個全局函數訪問得到該實例。

以下圖結構說明圖：

 

2、詳細說明

單件模式的建立，有三種方式。

1. 使用經典方式，存在一個問題，當有多個線程同時訪問時，會建立多個實例，違反了單件的本意。
2. 使用急切方式，若是應用程序老是建立並使用單件實例，或者在建立和運行時方面的負擔不太繁重，該方式可使用。它的初始化交由靜態構造函數實現，並能夠在運行時編譯。在這種模式下，無需本身解決線程安全性問題，CLR會給咱們解決。由此能夠看到這個類被加載時，會自動實例化這個類，而不用在第一次調用GetInstance()後才實例化出惟一的單例對象。
3. 使用懶惰（雙重檢查加鎖）方式，首先檢查是否實例已經建立，若是還沒有建立，「才」進行同步。這樣一來，只有第一次會同步，同步中會再檢查是否實例已經建立。若是性能是你關心的重點，那麼這個作法能夠幫你大大地減小GetInstance()的時間耗費。

問：難道我不能建立一個類，把全部的方法和變量都定義爲靜態的，把類直接看成一個單件？

答：若是你的類自給自足，並且不依賴於複雜的初始化，那麼你能夠這麼作。可是，由於靜態初始化的控制權是在CLR手上，這麼作有可能致使混亂，特別是當有許多類牽涉其中的時候。這麼作經常會形成一些微妙的、不容易發現的和初始化的次序有關的bug。除非你有絕對的必要使用類的單件，不然仍是建議使用對象的單件，比較保險。

 

問：我仍是不瞭解爲什麼全局變量比單件模式差。

答：在.Net中，全局變量基本上就是對對象的靜態引用。在這樣的狀況下使用全局變量會有一些缺點，咱們已經提到了其中的一個，急切實例化VS延遲實例化。可是咱們要記住這個模式的目的，確保類只有一個實例並提供全局訪問。全局變量能夠提供全局訪問，可是不能確保只有一個實例。

3、代碼列表

public class Singleton
{
    //其餘有用的單件數據

    private Singleton()
    {
    }

    //方式一：經典方式
    /*private static Singleton uniqueInstance;
    public static Singleton GetInstance()
    {
        if (uniqueInstance == null)
        {
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    }*/

    //方式二：急切方式
    /*private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();
    public static Singleton GetInstance()
    {
        return uniqueInstance;
    }*/

    //方式三：雙重檢查加鎖方式
    /*private static Singleton uniqueInstance;
    public static Singleton GetInstance()
    {
        if (uniqueInstance == null)
        {
            lock (uniqueInstance)
            {
                if (uniqueInstance == null)
                {
                    uniqueInstance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return uniqueInstance;
        //Interlocked類爲多個線程共享的變量提供原子操做。
        //CompareExchange方法比較兩個對象是否相等，若是相等，則替換其中一個對象。
        //return Interlocked.CompareExchange(ref uniqueInstance, new Singleton(), null);
    }*/

    //其餘有用的單件方法
}

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---------------------------------以上內容根據《Head First 設計模式》進行整理