一、普通的C#单例模式（简单）
实现了一个简单的泛型单例模式。这个实现提供了一种方式，可以确保对于任何具有无参数构造函数的类型 T，该类型仅会存在一个实例，并提供一个全局访问点。
简单易用，但缺乏线程安全保护。通过简单的修改，可以实现一个更健壮的单例模式，使其适应多线程环境。在设计模式的使用中要考虑到用例的需求，并根据实际情况进行调整。
public class Singleton<T> where T :new() {
private static T m_Instance;
public static T Instance {
get {
if (m_Instance == null) {
m_Instance = new T();
}
return m_Instance;
}
}
}
一个基本的单例模式的实现，它利用了延迟初始化（lazy initialization）来创建实例。尽管这个实现比较简单、有效，但在多线程环境中可能会出现潜在的线程安全问题。在竞争条件的情况下，多个线程可能会同时检测到 m_Instance 为 null，并同时创建多个实例。
改进后的版本
使用lock关键字来确保在多线程场景下的安全性。以下是改进后的代码示例：
public class Singleton<T> where T : new()
{
private static T m_Instance;
private static readonly object m_Lock = new object();
public static T Instance
{
get
{
// 使用双重检查锁定（Double-check locking）以避免不必要的锁定
if (m_Instance == null)
{
lock (m_Lock)
{
if (m_Instance == null)
{
m_Instance = new T();
}
}
}
return m_Instance;
}
}
}
代码解析：
- 锁对象：创建一个私有的静态锁对象 m_Lock，在访问实例时使用它来确保线程互斥。
- 双重检查锁定：在获取实例前，先检查 m_Instance 是否为 null。若还未实例化，再进入锁定区块。同时，在锁定区块内再次检查 m_Instance 是否为 null，以避免在锁内创建多个实例的情况。
使用 Lazy 的更优解法
当然，如前面提到的，使用 Lazy 可以进一步简化代码，并确保线程安全，避免手动管理锁：
public class Singleton<T> where T : new()
{
private static readonly Lazy<T> m_Instance = new Lazy<T>(() => new T());
public static T Instance => m_Instance.Value;
}
为什么选择使用 Lazy？
简洁性：代码更简洁，易于维护。
线程安全：Lazy 内置了线程安全的实现，避免了显式的锁管理。
延迟初始化：实例只有在第一次访问时才会被创建，节省了资源。
总结
如果您需要一个简单的单例实现，并且考虑到线程安全，以上的双重检查锁定方法是合适的。如果您对简便性、可读性和线程安全的保证有更高的要求，推荐使用 Lazy。在大多数情况下，Lazy 是实现单例模式的最佳实践。
为了进一步优化单例模式的实现，我们可以考虑使用静态初始化器或者懒汉式与双重检查锁定的结合，但通常静态初始化器是实现单例模式的最佳方式，因为它既简单又高效，并且由CLR（公共语言运行时）保证了线程安全。
public class Singleton<T> where T : new()
{
// 静态初始化器在类被加载时立即初始化，保证线程安全
private static readonly T m_Instance = new T();
// 提供一个公共的静态属性来访问实例
public static T Instance
{
get { return m_Instance; }
}
// 私有构造函数，防止外部实例化
private Singleton() {}
}
二、普通的C#单例模式（多线程安全机制）
一个典型的泛型单例模式（Singleton Pattern）的实现，它确保某个类只会有一个实例，并提供一个全局访问点来获得该实例。这个泛型单例模式的实现是一个有效且线程安全的单例设计，它遵循了 C# 的最佳实践。此模式的主要优点是能够抽象出单例的逻辑，使得任何希望成为单例的类都可以通过简单的继承来实现。
一个基本的单例模式实现，并且包含了多线程安全机制。虽然这个实现已经很接近理想，但在某些方面还有进一步优化的空间。此外，类的设计允许您创建任意类型的单例（只要这些类型符合约束条件）
public abstract class Singleton<T> where T : class, new()
{
private static T instance = null;
// 多线程安全机制
private static readonly object locker = new object();
public static T Instance
{
get
{
lock (locker)
{
if (instance == null)
instance = new T();
return instance;
}
}
}
}
改进建议
虽然您的实现已经很不错，但使用双重检查锁定（Double-check locking）是不必要的加锁操作，可以提升性能。以下是改进后的代码示例：
public abstract class Singleton<T> where T : class, new()
{
private static T _instance = null;
private static readonly object _locker = new object();
public static T Instance
{
get
{
if (_instance == null) // 首次检查
{
lock (_locker) // 锁定
{
// 再次检查
if (_instance == null)
{
_instance = new T(); // 实例化
}
}
}
return _instance;
}
}
}
如果你想避免锁定和提高标准化程度，可以考虑使用 Lazy 实现更简洁的单例模式：
using System;
public class Singleton<T> where T : class, new()
{
private static readonly Lazy<T> instance = new Lazy<T>(() => new T());
public static T Instance => instance.Value;
// 构造函数被设为 protected，防止外部实例化
protected Singleton() { }
}
进一步的建议
如果你想避免锁定和提高标准化程度，可以考虑使用 Lazy 实现更简洁的单例模式：
public abstract class Singleton<T> where T : class, new()
{
private static readonly Lazy<T> _instance = new Lazy<T>(() => new T());
public static T Instance => _instance.Value;
}
小结
您的初始实现是有效和合理的，但使用双重检查锁定可以提高性能。
使用 Lazy 是一个现代且简洁的解决方案，它同样能提供线程安全和懒加载的好处，避免手动管理锁或额外的条件验证。
通过以上的改进和建议，您可以更好地实现单例模式，增强代码的性能和可读性。
三、单例模式（继承需要一个非公有的无参构造函数）
实现了一个带有线程安全机制的单例模式。与前一个实现相比，这里的 Singleton2 使用了反射来创建实例，这样就允许了使用非公共构造函数的类。以下是代码的详细分析及其优缺点。
此实现通过反射创建单例实例的方式提供了很大的灵活性，但同时也带来了复杂性和性能上的开销。在设计和使用单例模式时，应权衡利弊，根据实际需求选择适合的实现方式。
改进保留了反射的单例实现，并加强了代码的可读性和可维护性，同时避免了一些潜在问题。确保单例模式的实现功能强大而又不失简单明了，可以有效地帮助开发者在项目中使用单例模式。
/// <summary>
/// 单例
/// 继承需要一个非公有的无参构造函数
/// </summary>
/// <typeparam name="T">类名的泛型</typeparam>
public abstract class Singleton2<T> where T : class
{
private static T instance = null;
// 多线程安全机制
private static readonly object locker = new object();
public static T Instance
{
get
{
// 线程锁
lock (locker)
{
if (null == instance)
{
// 反射获取实例
var octors = typeof(T).GetConstructors(BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic);
// 获取无参数的非公共构造函数
var octor = Array.Find(octors, c => c.GetParameters().Length == 0);
// 没有则提示没有私有的构造函数
if (null == octor)
{
throw new Exception("No NonPublic constructor without 0 parameter");
}
// 实例化
instance = octor.Invoke(null) as T;
}
return instance;
}
}
}
/// <summary>
/// 构造函数
/// 避免外界new
/// </summary>
protected Singleton2() { }
}
改进后的版本
using System;
using System.Linq;
using System.Reflection;
public abstract class Singleton2<T> where T : class
{
private static T instance;
private static readonly object locker = new object();
public static T Instance
{
get
{
// 线程锁
if (instance == null)
{
lock (locker)
{
if (instance == null)
{
// 反射获取实例
var ctor = typeof(T).GetConstructors(BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic)
.FirstOrDefault(c => c.GetParameters().Length == 0);
// 没有则提示没有私有的构造函数
if (ctor == null)
{
throw new InvalidOperationException($"No non-public constructor without parameters found for type {typeof(T)}.");
}
// 实例化
instance = ctor.Invoke(null) as T;
}
}
}
return instance;
}
}
// 构造函数
protected Singleton2() { }
}
四、继承MonoBehaviour的单例模式（一）
一个特定于 Unity 的单例模式实现，确保在场景中只有一个派生自 MonoBehaviour 的类实例。
这个模式为在 Unity 中创建单实例的 MonoBehaviour 脚本提供了一种简便的方法，同时确保在任何时候只有一个实例存在。通过所建议的改进，你可以确保单例的健壮性并优雅地处理潜在问题。
using UnityEngine;
public class MonoSingleton<T> : MonoBehaviour where T : MonoSingleton<T>
{
private static T _instance;
public static T Instance
{
get
{
if (_instance == null)
{
_instance = FindObjectOfType<T>();
//if (FindObjectOfType<T>() > 1)
//{
// return FindObjectOfType<T>;
//}
if (_instance == null)
{
_instance = new GameObject(typeof(T).ToString()).AddComponent<T>();
}
}
return _instance;
}
}
}
稍微改进后的 MonoSingleton 版本
using UnityEngine;
public class MonoSingleton<T> : MonoBehaviour where T : MonoSingleton<T>
{
private static T _instance;
public static T Instance
{
get
{
// 如果实例未创建，自动创建一个
if (_instance == null)
{
_instance = FindObjectOfType<T>();
if (FindObjectsOfType<T>().Length > 1)
{
Debug.LogError($"发现多个 {typeof(T)} 实例。确保单个实例。");
return _instance; // 返回第一个找到的实例
}
if (_instance == null)
{
_instance = new GameObject(typeof(T).Name).AddComponent<T>();
}
}
return _instance;
}
}
// 可选：Unity 生命周期
protected virtual void Awake()
{
if (_instance == null)
{
_instance = this as T;
}
else if (_instance != this)
{
Debug.LogWarning($"实例 {typeof(T)} 已存在，正在销毁该实例。");
Destroy(gameObject);
}
}
// 可选：防止单例被销毁
protected virtual void OnDestroy()
{
if (_instance == this)
{
_instance = null;
}
}
}
改进后的版本
using UnityEngine;
public class MonoSingleton<T> : MonoBehaviour where T : MonoSingleton<T>
{
private static T _instance;
public static T Instance
{
get
{
if (_instance == null)
{
// 查找当前场景中是否有该单例的实例
_instance = FindObjectOfType<T>();
// 如果没有实例，则创建一个新的游戏对象并添加组件
if (_instance == null)
{
GameObject singletonObject = new GameObject(typeof(T).Name);
_instance = singletonObject.AddComponent<T>();
// 设置此对象为不被销毁
DontDestroyOnLoad(singletonObject);
}
else
{
Debug.LogWarning($"Found existing instance of {typeof(T).Name}. Using it instead.");
}
}
return _instance;
}
}
protected virtual void Awake()
{
// 确保之前没有实例
if (_instance == null)
{
_instance = this as T;
DontDestroyOnLoad(gameObject);
}
else if (_instance != this)
{
Debug.LogError($"Another instance of {typeof(T).Name} exists! Destroying this duplicate.");
Destroy(gameObject);
}
}
}
五、继承MonoBehaviour的单例模式（二）
一个通用的单例模式实现，在 Unity 中确保某个类型的 MonoBehaviour 仅有一个实例。这个 MonoSingleton 类是一个极具用处的模式实现，保证在游戏中只有一个特定类型的 MonoBehaviour 实例。通过实现上述改进，我们能够提高其健壮性，确保在使用中的合理性。
using UnityEngine;
public class MonoSingleton<T> : MonoBehaviour where T :MonoSingleton<T> {
protected static T instance;
public static T Instance
{
get { return instance; }
}
protected virtual void Awake()
{
if (instance == null)
{
instance = (T)this;
}
else
{
Debug.LogError("Get a second instance of this class" + this.GetType());
}
}
}
改进后的版本
using UnityEngine;
public class MonoSingleton<T> : MonoBehaviour where T : MonoSingleton<T>
{
private static T _instance;
public static T Instance
{
get
{
// 如果实例为空，则尝试找到或创建一个
if (_instance == null)
{
_instance = FindObjectOfType<T>();
// 检查是否找到了多个实例
if (FindObjectsOfType<T>().Length > 1)
{
Debug.LogError($"发现多个 {typeof(T)} 实例。确保只存在一个实例。");
return _instance; // 返回第一个找到的实例
}
if (_instance == null)
{
// 创建新的游戏对象并添加该单例
GameObject singletonObject = new GameObject(typeof(T).Name);
_instance = singletonObject.AddComponent<T>();
DontDestroyOnLoad(singletonObject); // 不在场景切换中销毁
}
}
return _instance;
}
}
protected virtual void Awake()
{
// 进行单例注册
if (_instance == null)
{
_instance = this as T;
}
else if (_instance != this)
{
Debug.LogWarning($"实例 {typeof(T)} 已存在，正在销毁当前实例。");
Destroy(gameObject); // 销毁多余的实例
}
}
protected virtual void OnDestroy()
{
// 在销毁时清空实例引用
if (_instance == this)
{
_instance = null;
}
}
}
总结
这个改进的 MonoSingleton 设计提供了完整的单例访问和安全机制，采用正确的方法管理 Unity 的 MonoBehaviour 组件，使得使用该类的派生类在游戏中仅能有唯一实例。通过这些改进，代码可以更安全、容易使用且方便扩展。
using UnityEngine;
public class MonoSingleton<T> : MonoBehaviour where T : MonoSingleton<T>
{
protected static T instance;
private static readonly object lockObject = new object();
public static T Instance
{
get
{
// 如果实例已经被赋值，直接返回
if (instance != null) return instance;
lock (lockObject) // 锁定以确保线程安全
{
if (instance == null)
{
// 尝试查找现有对象
instance = FindObjectOfType<T>();
// 如果没有现有对象就进行创建
if (instance == null)
{
GameObject singletonObject = new GameObject(typeof(T).Name);
instance = singletonObject.AddComponent<T>();
DontDestroyOnLoad(singletonObject); // 确保在场景加载时不被销毁
}
}
return instance;
}
}
}
protected virtual void Awake()
{
if (instance == null)
{
instance = (T)this;
}
else if (instance != this)
{
Debug.LogError($"Duplicate instance of {this.GetType()} detected. Destroying this instance.");
Destroy(this.gameObject); // 销毁冗余实例
}
}
// 额外的可选方法：手动创建单例（如果需要）
public static void CreateInstance()
{
if (instance != null)
{
Debug.LogWarning($"Instance of {typeof(T)} already exists!");
return;
}
GameObject singletonObject = new GameObject(typeof(T).Name);
instance = singletonObject.AddComponent<T>();
DontDestroyOnLoad(singletonObject);
}
}
六、继承MonoBehaviour的单例模式（三）
是一个 MonoBehaviour 类型的单例实现，其设计目的是确保在同类对象中只有一个实例。这个基于 Unity 的单例模式实现可以有效管理单个对象实例。通过上述改进，增强了其健壮性并提供了更友好的使用体验，尤其是在复杂场景或多场景管理的情况下。这种单例模式对于常用的管理对象（如游戏管理器、音效管理器等）非常实用。
/// <summary>
/// 单例[继承MonoBehaviour带Awake]
/// </summary>
public class MonoSingleton2<T> : MonoBehaviour where T : MonoSingleton2<T>
{
private static T _instance;
public static T Instance
{
get
{
if (_instance == null)
Debug.LogError(typeof(T).ToString() + " is NULL.");
return _instance;
}
}
private void Awake()
{
if (_instance != null)
{
//one more Initialize
Debug.LogError(typeof(T).ToString() + " aready have one on" + _instance.gameObject.name);
}
_instance = this as T;//or _instance = (T)this;
//call Init
Init();
}
/// <summary>
/// 需要在awake初始化的请重载Init
/// </summary>
protected virtual void Init()
{
//optional to override
}
}
改进后的版本
using UnityEngine;
public class MonoSingleton2<T> : MonoBehaviour where T : MonoSingleton2<T>
{
private static T _instance;
public static T Instance
{
get
{
if (_instance == null)
{
Debug.LogError($"{typeof(T)} is NULL. Instance hasn't been created yet.");
}
return _instance;
}
}
protected virtual void Awake()
{
if (_instance != null && _instance != this)
{
Debug.LogError($"{typeof(T)} already exists on {_instance.gameObject.name}. Destroying this instance.");
Destroy(gameObject); //销毁多于的实例
return; // 防止后续代码执行
}
_instance = this as T; // 或 _instance = (T)this;
DontDestroyOnLoad(gameObject); // 保持单例在场景间不被销毁
Init(); // 调用初始化方法
}
/// <summary>
/// 需要在 Awake 中初始化的请重载 Init
/// </summary>
protected virtual void Init()
{
// 可选重载
}
}
参考博客地址如下
1、https://www.cnblogs.com/koshio0219/p/11203631.html
2、https://www.codetd.com/article/11599698
3、https://blog.youkuaiyun.com/u014361280/article/details/103868778
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