C#面向對象設計模式縱橫談二之Singleton單件（建立型模式）

模式分類：

從目的來看：

1）建立型（Creational）模式；負責對象建立

2）結構型（Structural）模式；處理類與對象間的組合

3）行爲型（Behavioral）模式；類與對象交互中的職責分配

從範圍來看：

1）類模式處理類與子類的靜態關係

2）對象模式處理對象間的動態關係

 

動機（Motivation）：

在軟件系統中，常常有這樣一些特殊的類，必須保證它們在系統中只存在一個實例，才能確保它們的邏輯正確性、以及良好的效率。

如何繞過常規的構造器，提供一種機制來保證一個類只有一個實例？

 

這應該是類設計者的責任，而不是使用者的責任。

 

意圖（Intent）：

保證一個類僅有一個實例，並提供一個該實例的全局訪問點。

 

單線程單件模式代碼示例：

///   <summary>
     ///  單線程單例模式示例
     ///   </summary>
     public  class Singleton
    {
         ///   <summary>
         ///  靜態的對象實例
         ///   </summary>
         private  static Singleton instance;
        
         ///   <summary>
         ///  私有的構造函數
         ///   </summary>
         private Singleton()
        {
        
        }
        
         ///   <summary>
         ///  獲取對象實例的惟一入口
         ///   </summary>
         public  static Singleton GetInstance            
        {
             get
            {
                 if( null == instance)
                    instance =  new Singleton();
                
                 return instance;
            }
        }
    }

 

單線程Singleton模式的幾個要點：

1）Singleton模式中的實例構造器能夠設置爲Protected以容許子類派生。

2）Singleton模式通常不要支持ICloneable接口，由於這可能會致使多個對象實例，與Singleton模式的初衷違背。

3）Singleton模式通常不支持序列化，由於這也有可能致使多個對象實例，一樣與Singleton模式的初衷違背。

4）Singleton模式只考慮到了對象建立的管理，沒有考慮對象銷燬的管理。就支持垃圾回收的平臺和對象的開銷來說，咱們通常沒有必要對其銷燬進行特殊的管理。

5）不能就對多線程環境：在多線程環境下，使用Singleton模式依然有可能獲得Singleton類的多個實例對象。

 

///   <summary>
     ///  多線程餓漢式單例模式示例
     ///   </summary>
     public  class Singleton
    {
         ///   <summary>
         ///  靜態的對象實例，在類聲明時就對該對象進行實例化
         ///   </summary>
         private  static  readonly Singleton instance =  new Singleton();
        
         ///   <summary>
         ///  私有的構造函數
         ///   </summary>
         private Singleton()
        {
        
        }
        
         ///   <summary>
         ///  獲取對象實例的惟一入口
         ///   </summary>
         public  static Singleton GetInstance            
        {
             get
            {
                 lock(instance)
                {
                     return instance;
                }
            }
        }
    }

 

///   <summary>
     ///  多線程懶漢式單例模式示例
     ///   </summary>
     public  class Singleton
    {
         ///   <summary>
         ///  靜態的對象實例
         ///   </summary>
         private  static  volatile Singleton instance;
            
         ///   <summary>
         ///  同步鎖
         ///   </summary>
         private  static  object lockObject =  new  object();
        
         ///   <summary>
         ///  私有的構造函數
         ///   </summary>
         private Singleton()
        {
        
        }
        
         ///   <summary>
         ///  獲取對象實例的惟一入口
         ///   </summary>
         public  static Singleton GetInstance            
        {
             get
            {
                 if( null == instance)
                {
                     lock(instance)
                    {
                         if( null == instance)
                        {
                            instance =  new Singleton();
                        }
                    }
                }
                
                 return instance;
            }
        }
    }

 

///   <summary>
     ///  多線程餓漢式單例模式示例（簡）
     ///   </summary>
     public  class Singleton
    {        
         public  static  readonly Singleton instance =  new Singleton();
        
         private Singleton()
        {
        
        }
    }

 

Singleton模式擴展：

1）將一個實例擴展到N個實例，例如對象池的實現。

2）將new構造器的調用轉移到其餘類中，例如多個類協同工做環境中，某個局部環境只須要擁有某個類的一個實例。

3）理解和擴展Singleton模式的核心是「如何控制用戶使用new對一個類的實例構造器的任意調用」。