模式六：单件模式

   6.1单件模式定义：

   确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

   6.2单件模式UML类图：

6.3应用场景

在软件开发中有很多对象我们只需要一个，如：线程池，缓存，对话框，注册表对象，日志对象等等，当我们想让某些类只能产生一个对象时，就可以采用单件模式。

 

6.4单件模式分析与实现（c#描述）

 

Using System.Runtime.CompilerServices;

 

//Singleton模式普通实现方式（非线程安全）

    public class Singleton

    {

        private Singleton() {}

        private static Singleton UniqueInstance;

        public static Singleton GetInstance()

        {

            if (UniqueInstance == null)//此处代码非线程安全，多线程如果同时到达该点有可能New出多个单件。

            {

                UniqueInstance = new Singleton();

            }

            return UniqueInstance;

        }   

    }

   

    namespace SingletonForThreadSafe1

    {

        public class Singleton

        {

            private Singleton() { }

            private static Singleton UniqueInstance;

 

            //[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)] using System.Runtime.CompilerServices;

            //[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]确保该方法不可能有2个线程同时进入，当其它线程想要进入该代码段时，必须等待已有的线程离开才行。缺点是每次都要互斥，影响性能。

            public static Singleton GetInstance()//现在整个GetInstance()方法为临界区。

            {

                if (UniqueInstance == null)

                {

                    UniqueInstance = new Singleton();

                }

                return UniqueInstance;

            }

        }

    }

 

    namespace SingletonForThreadSafe2

    {

        //Singleton模式线程安全的实现方式2

        public class Singleton

        {

            private Singleton() { }

            private static Singleton UniqueInstance = new Singleton();//在静态初始化器中创建单件，此处代码是线程安全的，但缺点是如果Singleton对象是一个大对象，而静态初始化器在没有用到该对象的时候就new了一个出来，非常浪费内存空间。

            public static Singleton GetInstance()

            {

                return UniqueInstance;

            }

        }

    }

 

    namespace SingletonForThreadSafe3

    {

        //Singleton模式线程安全的实现方式3

        public class Singleton

        {

            private Singleton() { }

            private volatile static Singleton UniqueInstance;

            public static Singleton GetInstance()

            {

                if (UniqueInstance == null)

                {

                   lock (UniqueInstance)//表示该段代码为同步区块，这样只有单件从未创建的第一次会同步，而以后不会同步，提高了性能。

                   {

                     if (UniqueInstance == null)//进入区块后，再检查一次，如果仍是null，则创建一个单件。

                     {

                       return new Singleton();

                     }

                      

                   }

 

                }

                return UniqueInstance;

            }

        }

   

    }

 

    //调用类

    public class Singleton_Test

    {

        public static void Do()

        {

            Singleton lobj_Singleton1 = Singleton.GetInstance();//这个单件不是线程安全的。

            SingletonForThreadSafe1.Singleton lobj_Singleton2 = SingletonForThreadSafe1.Singleton.GetInstance();//线程安全的实现方式1

            SingletonForThreadSafe2.Singleton lobj_Singleton3 = SingletonForThreadSafe2.Singleton.GetInstance();//线程安全的实现方式2

            SingletonForThreadSafe3.Singleton lobj_Singleton4 = SingletonForThreadSafe3.Singleton.GetInstance();//线程安全的实现方式3

        }

 }