Unity 游戏设计模式 — 单例模式（Singleton）

一、单例模式定义

单例模式（Singleton）在GoF中的定义是：确认类只有一个对象，并且提供一个全局的方法来获取这个对象。
单例模式在实现时，需要程序设计语言的支持。只要具有静态类属性、静态类方法和重新定义类建造者存取层级。

二、单例模式说明

Singleton参与的在项目中参与角色说明如下：

• 能产生唯一对象类，并且提供“全局方法”让外界可以方便获取唯一的对象。
• 通常会把唯一的类对象设置为“静态类属性”。
• 习惯上会使用Instance作为全局静态方法的名称，通过这个静态函数可能获取“静态类属性”。

实现示例：

public class Singleton
{
	private static Singleton _instance;
	public static Singleton Instance
	{
		get{
			if(_instance==null)
			{
				_instance=new Singleton();
			}
			return _instance;
		}
	}
	private Singleton(){}
}

在类内定义一个Singleton类的“静态变量”_instance，并定义一个“静态属性”
。这里也应用了C#的getter存取运算符功能来实现Instance方法。

三、反对过多使用单例

单例好用的原因之一是：可以马上获取类对象，不必为了“安排对象传递”或“设置引用”而伤脑筋，想使用类对象时，调用类的Instance方法就可以马上获取对象，非常方便，但如果一直用下去，容易得“单例癖(Singletonitis)”,即过于沉迷于使用单例模式。
如果不使用单例模式或全局变量，最简单的对象引用方式就是：将对象当成“方法参数”，一路传到最后需要使用该对象的方法中，非常不方便且容易失控。
其实，产生这样矛盾的原因是：开发时过度使用“全局变量”及不仔细思考对象的“适当可视性”所造成的产物，并且多数还是在设计上出现问题导致的，这些是是可以避免的。
如果更深入探讨，单例模式还违反了“开—闭原则（OCP）”。因为通过Instance方式获取对象是“实现类”而不是“接口类”，该方式返回的对象包含了实现细节的实体类。
因此，当设计变更或需求增加时，程序设计师无法将其替代为其他类，只能更改原有的实现类内的程序代码，无法满足“对修改关闭”的要求。
与其这样还不如花点时间修改原有的设计。

四、少用单例模式时如何方便地引用到单一对象

1、让类具有计数功能来限制对象数量

在数量限制的类中加上“计数器”（静态成员属性）。每当类的建造者被调用时，就让计数器增加1，然后判断有没有超过限制的数量，如果超过，标记为无法使用，后续的对象功能也不可以被执行。

public class ClassWithCounter
{
	protected static int m_ObjCounter=0;
	protected bool m_bEnable=false;
	public ClassWithCounter(){
		m_ObjCounter++;
		m_bEnable=m_ObjCounter==1? true:false;
		if(!m_bEnable){
			//当前数量已超1个
		}
	}
	public void Operator(){
		if(!m_bEnable)
			return;
	}
}

2、设置成为类的引用，让对象可以被取用

某个类的功能被大量使用时，可以将这个类对象设置为其他类中的成员，方便直接引用这些类。
这种实现方法是“依赖性注入”的方式之一，可以让被引用的对象不必通过参数传递的方式，就能被类的其他方法引用。

按照设置方式又可分为：

• 分别设置：目标类设置为其他类中的对象引用；
• 指定静态类：目标类设置为其他类的静态引用成员

3、使用类的静态方法

类的每一个静态方法都负责返回一个“资源生成工厂接口”。

四、总结

单例模式

• 优点：
  • 可以限制对象的产生数量；
  • 提供方便获取唯一对象的方法；
• 缺点：
  • 容易造成设计思考不周和过度使用问题，但并不是要求设计者完全不使用这个模式，而是在仔细设计和特定的前提下，适当采用。

适用场景

• 网络在线游戏客户端，通过单例模式限制连接数，预防过多连接；
• 日志工具，受项目影响比较小，可设计为跨项目共享使用。