单例（Singleton）模式_单例模式静态属性要私有-优快云博客

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一、单例（Singleton）模式

单例模式的特点：

单例类只能有一个实例
单例类必须自己创建这个实例
单例类必须给所有对象提供这一实例

二、 Singleton模式的结构：

Singleton模式包含的角色只有一个，那就是Singleton。Singleton拥有一个私有构造函数，确保用户无法通过new取得Singleton的实例。除此之外，该模式中包含一个静态私有成员变量instance与静态公有方法Instance。Instance方法负责检验并实例化自己，然后存储在静态成员变量中，以确保只有一个实例被创建。

三、程序举例：

五种实现

1．简单实现

public class Singleton
{
    private static Singleton instance;
    private Singleton(){}
    public static GetInstance()
    {
        if(instance==null)
        {
	    instance=new Singleton();
	}
	return instance;
    }
}

2．安全的线程

public sealed class Singleton
{
    private static Singleton instance=null;
    private static readonly object padlock=new object();
    private Singleton(){}
    public static GetInstance()
    {
	lock(padlock)
	{
	    if(instance==null)
            {
	        instance=new Singleton();
	    }
	    return instance;
	}
    }
}

这种方式的实现对于线程来说是安全的。我们首先创建了一个进程辅助对象，线程在进入时先对辅助对象加锁然后再检测对象是否被创建，这样可以确保只有一个实例被创建，因为在同一个时刻加了锁的那部分程序只有一个线程可以进入。这种情况下，对象实例由最先进入的那个线程创建，后来的线程在进入时（instence == null）为假，不会再去创建对象实例了。但是这种实现方式增加了额外的开销，损失了性能。

3．双重锁定

public sealed class Singleton
{
    private static Singleton instance=null;
    private static readonly object padlock=new object
    private Singleton(){}
    public static GetInstance()
    {
	if(instance==null)
         {
	    lock(padlock)
	    {
	        if(instance==null)
                {
	            instance=new Singleton();
	        }
	    }
	}
	return instance;
    }
}

这种实现方式对多线程来说是安全的，同时线程不是每次都加锁，只有判断对象实例没有被创建时它才加锁，有了我们上面第一部分的里面的分析，我们知道，加锁后还得再进行对象是否已被创建的判断。它解决了线程并发问题，同时避免在每个 Instance 属性方法的调用中都出现独占锁定。它还允许您将实例化延迟到第一次访问对象时发生。实际上，应用程序很少需要这种类型的实现。大多数情况下我们会用静态初始化。这种方式仍然有很多缺点：无法实现延迟初始化。

4．静态初始化

public sealed class Singleton
{
	private Singleton(){}
	private static readonly Singleton instance=new Singleton();
	public static Singleton getSingleton()
	{
		return instance;
	}
}

在此实现中，将在第一次引用类的任何成员时创建实例。公共语言运行库负责处理变量初始化。该类标记为 sealed 以阻止发生派生，而派生可能会增加实例。此外，变量标记为 readonly，这意味着只能在静态初始化期间（此处显示的示例）或在类构造函数中分配变量。

该实现与前面的示例类似，不同之处在于它依赖公共语言运行库来初始化变量。它仍然可以用来解决 Singleton 模式试图解决的两个基本问题：全局访问和实例化控制。公共静态属性为访问实例提供了一个全局访问点。此外，由于构造函数是私有的，因此不能在类本身以外实例化 Singleton 类；因此，变量引用的是可以在系统中存在的唯一的实例。

由于 Singleton 实例被私有静态成员变量引用，因此在类首次被对 Instance 属性的调用所引用之前，不会发生实例化。

这种方法唯一的潜在缺点是，您对实例化机制的控制权较少。在 Design Patterns形式中，您能够在实例化之前使用非默认的构造函数或执行其他任务。由于在此解决方案中由 .NET Framework 负责执行初始化，因此您没有这些选项。在大多数情况下，静态初始化是在 .NET 中实现 Singleton 的首选方法。

5．延迟初始化

public sealed class Singleton
{
	private Singleton(){}
	public static Singleton getSingleton()
	{
		return Nested.instance;
	}
}
public class Nested
{
    static Nested(){}
    internal static readonly Singleton instance=new Singleton();
}

这里，初始化工作有Nested类的一个静态成员来完成，这样就实现了延迟初始化，并具有很多的优势，是值得推荐的一种实现方式。

实现要点

Singleton模式是限制而不是改进类的创建。
Singleton类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对象实例，与Singleton模式的初衷违背。
Singleton模式一般不要支持序列化，这也有可能导致多个对象实例，这也与Singleton模式的初衷违背。
Singleton只考虑了对象创建的管理，没有考虑到销毁的管理，就支持垃圾回收的平台和对象的开销来讲，我们一般没必要对其销毁进行特殊的管理。
理解和扩展Singleton模式的核心是“如何控制用户使用new对一个类的构造器的任意调用”。
可以很简单的修改一个Singleton，使它有少数几个实例，这样做是允许的而且是有意义的。

优点

实例控制：Singleton 会阻止其他对象实例化其自己的 Singleton 对象的副本，从而确保所有对象都访问唯一实例
灵活性：因为类控制了实例化过程，所以类可以更加灵活修改实例化过程

缺点

开销：虽然数量很少，但如果每次对象请求引用时都要检查是否存在类的实例，将仍然需要一些开销。可以通过使用静态初始化解决此问题，上面的五种实现方式中已经说过了。
可能的开发混淆：使用 singleton 对象（尤其在类库中定义的对象）时，开发人员必须记住自己不能使用 new 关键字实例化对象。因为可能无法访问库源代码，因此应用程序开发人员可能会意外发现自己无法直接实例化此类。
对象的生存期：Singleton 不能解决删除单个对象的问题。在提供内存管理的语言中（例如基于 .NET Framework 的语言），只有 Singleton 类能够导致实例被取消分配，因为它包含对该实例的私有引用。在某些语言中（如 C++），其他类可以删除
对象实例，但这样会导致 Singleton 类中出现悬浮引用。

本文章大部分取自TerryLee的设计模式。原文地址：http://terrylee.cnblogs.com/archive/2005/12/09/293509.html