单例模式

摘抄自单例模式

单例模式（Singleton Pattern）是 最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

注意：

1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

意图：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。

主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。

如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

关键代码：构造函数是私有的。

应用实例

1、一个班级只有一个班主任。
2、Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。
3、一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。

优点

1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。
2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点

没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

使用场景

1、要求生产唯一序列号。
2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。
3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。
注意事项：getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。

使用

public class SingletonPatternClass
{
	//https://www.cnblogs.com/zhili/p/SingletonPatterm.html

	// 定义一个静态变量来保存类的实例
	private static SingletonPatternClass uniqueInstance;

	// 定义一个标识确保线程同步
	private static readonly object locker = new object();

	// 定义私有构造函数，使外界不能创建该类实例
	private SingletonPatternClass()
	{
	}

	/// <summary>
	/// 定义公有方法提供一个全局访问点,同时你也可以定义公有属性来提供全局访问点
	/// </summary>
	/// <returns></returns>
	public static SingletonPatternClass GetInstance()
	{
		// 当第一个线程运行到这里时，此时会对locker对象 "加锁"，
		// 当第二个线程运行该方法时，首先检测到locker对象为"加锁"状态，该线程就会挂起等待第一个线程解锁
		// lock语句运行完之后（即线程运行完之后）会对该对象"解锁"
		// 双重锁定只需要一句判断就可以了
		if (uniqueInstance == null)
		{
			lock (locker)
			{
				// 如果类的实例不存在则创建，否则直接返回
				if (uniqueInstance == null)
				{
					uniqueInstance = new SingletonPatternClass();
				}
			}
		}
		return uniqueInstance;
	}
}

示例代码

SingletonPatternClass

参考资料

C#设计模式(1)——单例模式