设计模式- 单例模式（Singleton Pattern）

定义（单例模式又称单件模式）

单件模式（Singleton Pattern）要求一个类有且仅有一个实例，并且提供了一个全局的访问点，在同一时刻只能被一个线程所访问。

• 单件类只能有一个实例。
• 单件类必须自身创建唯一实例。
• 单件类必须给所有其它对象提供唯一实例。

C#例子

    /// 

    /// 单件模式实现方式：简单线程安全。
    /// 
    public sealed class Singletion
    {
        //私有构造函数，防止通过new实例化对象
        private Singletion() {
        }
        //定义一个静态变量来保存类的实例
        private static Singletion _instance;
        //定义一个标识确保线程同步
        private static readonly object _lock = new object();
        //定义公有静态方法，获取实例，并加入判断，保证实例只被创建一次
        public static Singletion GetInstance() {
            if (_instance == null) {
                //锁，多线程时，保证实例只被创建一次
                lock (_lock)
                {
                    if (_instance == null)
                    {
                        _instance = new Singletion();
                    }
                }
            }
            return _instance;
        }
        public string GetName() {
            return "我是单例模式";
        }
    }

        static void Main(string[] args)
        {
            var singletion = Singletion.GetInstance();
            Console.WriteLine( singletion.GetName());
            Console.ReadLine();
        }

单件模式参与者：

• Singleton: 被调用的单件对象；在单件模式中，通常由Instance()或GetInstance()方法负责对象的创建，该方法应保证每个需要（单件）对象的客户端均能访问。

单件模式实现要点

• 单件类有一个私有的无参构造函数，防止被其他类实例化。
• 单件类不能被继承，使用sealed修饰。
• 单件类使用静态的变量保存单实例的引用。
• 单件类使用公有静态方法获取单一实例的引用，如果实例为null即创建一个。

单件模式使用注意点

• 不要使用单例模式存取全局变量。这违背了单例模式的用意，最好放到对应类的静态成员中。
• 不要将数据库连接做成单例，因为一个系统可能会与数据库有多个连接，并且在有连接池的情况下，应当尽可能及时释放连接。Singleton模式由于使用静态成员存储类实例，所以可能会造成资源无法及时释放。

单件模式适用情形

• 当类只能有一个实例而且客户可以从一个众所周知的访问点访问时；
• 当这个唯一实例应该是通过子类化可扩展的，并且客户应该无需更改代码就能适用一个扩展的实例时。

单件模式特点

• 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；
• 额外的开销：虽然很小，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；
• 可能的开发混淆：使用Singleton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；
• 对象的生存期问题：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（如.Net Framework的语言），只有Singleton类能够导致实例被取消分配，因为它包含该对象实例的私有引用。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。

其他

源码地址

dotnet-design-patterns

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