单例模式详解-优快云博客

单例模式
需求：
写一个MDI 窗体程序，当有一个是“工具箱”的窗体，想要实现点击(可以多次点击)工具箱出现一次，不是出现多次。

private void Form1_load(object sender,EventArgs e)
{
	//也可以设置Form1窗体的IsIsMdiContainter属性为true 
	this.IsMdiContainter=true; 
}

private void ToolstripMenuItemToolbox_Click(object sender,EventArgs e)
{
	//"工具箱"的启动代码，实例化FormToolBox,并设置其Mdi父窗体为Form1 
	FormToolBox ftb=new FormToolBox();
	ftb.Mdiparent=this;
	ftb.show();
}

解决办法：
判断一下，这个FormToolBox有没有实例化就可以了
按了菜单的按钮时，再去FormToolBox ftb=new FormToolBox();这样就是实例化，这样我们把声明的工作放到全局变量来完成这样就解决了。

private  FormToolBox ftb;

private void ToolstripMenuItemToolbox_Click(object sender,EventArgs e)
{
	//判断是否实例化，如果为null说明没有实例化 
	if(ftb==null)
	{
		ftb=new FormToolBox();
		ftb.Mdiparent=this;
		ftb.Show();
	}
}

增加一个工具栏按钮的事件处理

//增加一个工具栏按钮的事件处理
private void toolStripButton1_Click(object sender,EventArgs e) 
{
	if(ftb==null)
	{
		ftb=new FormToolbox();
		ftb.MdiParent=this;
		ftb.Show();
	}	
}

当程序运行后，启动’工具箱’，在把’工具箱’ 窗体关闭，'工具箱’就不见了，因为它的实例没有变为null,而是disposed。所以还要增加disposed的判断

private void toolStripButton1_Click(object sender,EventArgs e) 
{
	if(ftb==null||ftb.Isdisposed)
	{
		ftb=new FormToolbox();
		ftb.MdiParent=this;
		ftb.Show();
	}	
}

单例模式：
保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
通常我们我们可以让一个全局变量使得一个对象被访问，但它不能防止你实例化多个对象。一个最好的办法是，让类自己负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例可以被创建，并且它可以提供一个访问该实例的方方法。

单例模式结构图

Singleton
-instance:Singleton()
-Singleton()
+GetInstance()

Singleton类，定义一个GetInstance，允许客户访问它的唯一实例。GetInstance是一个静态方法，主要负责创建自己的唯一实例。

class Singleton
{
	private static Singleton instance;
	//构造方法让其private,这就赌死了外界利用new创建此类实例的可能 
	private Singleton()
	{
		
	}
	//此方法是获得本类实例的唯一全局访问点 
	public static Singleton GetInstance()
	{
		//若实例不存在，则new一个新实例，否则返回已有的实例 
		if(instance==null)
		{
			instance=new Singleton();	
		}
		return instance;
	}
 } 


//客户端代码
static void main(string []args)
{
	Singleton s1=Singleton.GetInstance();
	Singleton s2=Singleton.GetInstance();
	//判断两次实例化的对象是结果相同 
	if(s1==s2)
	{
		Console.WriteLine("两个对象是相同的实例。");
		
	}
	Console.read();
}

单例模式的好处：
单例模式因为Singleton类封装它的唯一实例，这样它可以严格控制客户怎样访问它以及何时访问它。简单的说就是对唯一实例的受控访问。

多线程时的单例
问题:
在多线程同时，注意是同时访问Singleton类，调用GetInstance()方法，会有可能造成多个实例。

解决办法：
把进程交给一把锁处理。lock，是确保当一个线程位于代码的临界区时，另一个线程不进入临界区。如果其他线程想进入锁定的代码，则它一直等待(被阻止)，直到对象被释放。

函数代码：

class Singleon
{
	private static Singleton instance;
	//程序运行时创建一个静态只读的进程辅助对象 
	private static readonly object syncroot=new object();
	private Singleton(){}
	public static Singleton GetInstance()
	{
		//在同一时刻加了锁的那部分程序只有一个线程可以进入 
		lock(syncroot)
		{
			if(instance==null)
			{
				instance=new Singleton();
			}
		}
		return instance;
	}	
}

这段代码让最先进入的那个线程创建对象实例，以后的线程进入时不会再去创建对象实例了。由于有了lock,就保证了多线程环境下的同时访问也不*会造成多个实例的生成。

双重锁定：

class Singleon
{
	private static Singleton instance;
	//程序运行时创建一个静态只读的进程辅助对象 
	private static readonly object syncroot=new object();
	private Singleton(){}
	public static Singleton GetInstance()
	{
		//先判断实例是否存在，不存在再加锁处理 
		if(instance==null)
		{	
		    //在同一时刻加了锁的那部分程序只有一个线程可以进入 
		    lock(syncroot)
		    {
			    if(instance==null)
			    {
				    instance=new Singleton();
			    }
		
		    }
		}
		return instance;
	}	
}

这段代码解决了不用让线程每次都加锁，而只是实例化未被创建的时候再加锁处理。同时也能保证多线程的安全。这种方法被称为双重锁定(double-check locking)。

问题：
外面已经有了判断了instance实例是否存在，为什么在lock里面还需要做一次instance实例是否存在的判断？
‘回答：
1.当instance存在的情况，就直接返回是可以的。
2.当instance为null，且同时有两个线程调用Getinstance()方法时，它们都要经过第一次instance==nul的判断。然后由于lock机制，两个线程只有一个进入，另一个在外边排队等待，必须要其中的一个进入并出来后，另一个进入。如果没有第二次的instance为null的判断，那么第一个线程创建了实例，第二个线程还是可以继续创建新的实例，这就没有实现单例。

单例模式有个两个模式:饿汉模式，懒汉模式。
1.饿汉模式：当instance变量标记readonly时，在静态初始化期间或者在类的构造函数中分配变量，这种静态初始化的方式是在自己被加载时就将自己被实例化。
2.懒汉模式：在第一次被引用时，把自己实例化。也就是，当程序第一次放访问单例模式实例时进行创建。

分析懒汉模式和饿汉模式：
饿汉式：静态初始化的方式，它是类一加载就实例化的对象，因此需要提前占用系统资源。空间换取时间
懒汉式：面临多线程访问的安全性问题，因此需要双重锁定确保安全。