Dot Net设计模式—单件模式

1．概述
1.1意图
        单件模式保证应用只有一个全局惟一的实例，并且提供一个访问它的全局访问点。

1.2使用场合
        当类只能有一个实例存在，并且可以在全局访问时。这个惟一的实例应该可以通过子类实现扩展，并且用户无须更改代码即可使用。
        我们前面介绍的工厂类经常被实例化为全局惟一的单件，可能的单件还有管理日志的对象、关键字生成对象和外部设备接口对象等。

1.3结构
        单件模式的结构非常简单，包括防止其他对象创建实例的私有构造函数、保存惟一实例的私有变量和全局访问接口等。

1.4效果
        单件提供了全局惟一的访问入口，因此易于控制可能发生的冲突。
        单件是对类静态函数的一种改进，首先它避免了全局变量对系统的污染；其次农业经济可以有子类，可以定义虚函数，具有多态性。而类中的静态方法是不能定义为虚函数的，因此不具有多态性。
        单件模式可以扩展为多件，即允许有受控的多个实例存在。

2．.NET实现
单件模式的实现比较简单，要点如下。
（1）私有构造函数防止在外部实例化。
（2）保存惟一实例的静态的私有变量。
（3）初始化并获得惟一实例的静态方法。
VB代码如下：

Public   Class VBSingleton Class VBSingleton
    Private Shared mySingleton As VBSingleton
    Private Sub New()Sub New( )
    End Sub

    Public Shared Function GetInstance()Function GetInstance( ) As VBSingleton
        If mySingleton Is Nothing Then
           MySingleton = New VBSingleton
        End If 
        Return mySingleton
    End Funtion
End Class

3．单件计数器
        最简单的单件模式应用是计数器，在基于Web的应用中，我们希望有一个全局计数器来统计单击的次数。为此首先定义一个单件计数器：

  public   Class Counter Class Counter
        Private intCounter As Integer = 0
        Private Shared myCounter As Counter
        Public Function Count()Function Count( ) As Integer
            IntCounter = intCounter + 1
            Return intCounter
        End Function

        Public Shared Function GetInstance()Function GetInstance( ) As Counter
            If myCounter Is Nothing Then
              MyCounter = New Counter
            End If 
            Return myCounter
        End Function
End Class

然后在需要计数的页面前中增加调用代码：

  Private   Sub Page() Sub Page-Load(ByVal sender As System.Object,ByVal e As System.EventArgs)  Handles MyBase.Load
           If Not Page.IsPostBack Then Me.Labell.Text = Counter.GetInstance.Count
       End Sub

下面的代码模拟访问，每单击一次按钮，计数器加1：

Private   Sub Buttonl() Sub Buttonl-Click(ByVal semder As System.Object,ByVal e As System.EventArgs) Handles Buttonl.Click
     Me.Labell.Text = Counter.GetInstance.Count
End Sub

这个计数器是全局的，在Counter中保存状态。

4．全局变量与单件
         在上例中，我们能否用一个窗体的全局变量来代替单件模式？我们定义一个静态的全局变量，在应用启动时初使化这个变量，然后可以在程序的任何地方使用这个变量。在这个例子中，是创建和打开一个窗体。如果我们关闭了这个窗体，会发现将无法再次打开，因为窗体的实例已经被销毁。惟一的办法是创建一个新窗体，因为无法知道哪些模块会调用这个窗体，因此在所有可能的地方都要判断这个窗体是否已经被销毁？是否需要重新创建？系统的维护量可想而知。
        可以看出，单件模式维护自身的实例化，在使用时是安全的。一个全局对象无法自行维护，也就无法避免重复创建多个实例，系统资源会被大量占用。更糟糕的是在很多情况下会出现逻辑问题，当这些对象访问相同的资源（例如串口时）时，会发生访问冲突。

5．单件与实用类中的静态方法
        实用类提供系统公用的静态方法，并且也经常采用私有化的构造函数。与单件不同，它没有实例，其中的方法全部是静态方法。
实用类与单件的区别如下。
（1）实用类不保存状态，仅提供功能。
（2）实用类不具有多态性，而单件可以有子类。
（3）单件是对象，实用类只是方法的集合。
        应该说在实际应用中，实用类的使用更广泛，而在涉及对象的情况下需要使用单件。例如能否用实用类代替抽象工厂？如果用传统的实现方式，显然不可。因为实用类没有多态性，会导致每个具体工厂的接口不同，在这种情况下必须将工厂对象作为单件。
        如果采用反射工厂，那么完全可以不采用单件模式，而将反射工厂作为实用类。因为只需要知道实例化的子类名称就可以完成实例化工作，具体工厂和抽象工厂已经合为一体，多态已无必要。
        因此何时使用单件，何时使用实用类要具体情况具体分析，不能一概而论。当然，如果把实用类作为单处理，在实现上是可以的，但没有必要这样做。