定義
單例模式，屬於建立型別的一種常用的設計模式。它的目的就是為了建立的類在當前程式中只有一個例項。
目的
從定義可以看出，使用單例模式的目的無非就是下面兩個：
- 全域性唯一
- 全域性共享
優點
- 確保全域性共享同一個例項
- 節約系統資源
實現手段
1. 靜態類
這種方式不是單例模式，但可以滿足需求，在正式生產中也會經常用到。
程式碼
public static class SingletonSample1
{
private static int _counter = 0;
public static int IncreaseCount()
{
return ++_counter;
}
}
注意：這裡的++_counter其實存在高併發問題，嚴格上應該用Interlocked.Increment(ref _counter)的方式，由於我們主要講的是單例模式並且簡單且能演示效果，所以故意忽略了這一點。下同
優點
- 使用起來方便，簡單
缺點
- 靜態類不能繼承類，也不能實現介面，不能通過介面或者抽象方法(虛方法)實現多型；
- 靜態類必須在第一次載入時初始化，如果專案中用不到會導致資源浪費；
2. 單例模式一
這是最簡單的一種單例模式，也是比較常用的一種方式，可在正式生產中使用。
程式碼
public sealed class SingletonSample2
{
private static readonly SingletonSample2 _instance = new SingletonSample2();
private int _counter = 0;
private SingletonSample2() { }
public static SingletonSample2 Instance
{
get
{
return _instance;
}
}
public int IncreaseCount()
{
return ++_counter;
}
}
優點
- 解決了靜態類不能繼承類，不能實現介面，不能通過介面或者抽象方法(虛方法)實現多型的問題；
缺點
- 沒有解決第一次載入時初始化，資源浪費的問題。
以上兩種方式都存在第一次載入時，資源浪費的問題，但在記憶體資源越來越便宜的今天，通常這種浪費是可以接受的，因此也不必過於糾結這種浪費。當然，在條件允許的情況下，能優化還是要優化的。
3. 單例模式二
該方式是改進過程中的過渡階段，不可用於生產。
程式碼
public class SingletonSample3
{
private static SingletonSample3 _instance;
private int _counter = 0;
private SingletonSample3() { }
public static SingletonSample3 Instance
{
get
{
if (_instance == null)
{
_instance = new SingletonSample3();
}
return _instance;
}
}
public int IncreaseCount()
{
return ++\_counter;
}
}
優點
- 解決了資源浪費的問題；
缺點
- 引入了高併發的新問題。
4. 單例模式三
該方式也是改進過程中的過渡階段，不可用於生產。
程式碼
public class public class SingletonSample4
{
private static SingletonSample4 _instance;
private static readonly object _locker = new object();
private int _counter = 0;
private SingletonSample4() { }
public static SingletonSample4 Instance
{
get
{
lock (_locker)
{
if (_instance == null)
{
_instance = new SingletonSample4();
}
return _instance;
}
}
}
public int IncreaseCount()
{
return ++_counter;
}
}
注意：視訊中講到這裡時，我其中有提到熱啟動關鍵詞，我把系統預熱口誤說成了熱啟動，由於這兩個概念之間有較大的差別，所以這裡糾正一下。
優點
- 解決了高併發問題；
缺點
- 引入了效能問題。
5. 單例模式四
著名的雙檢鎖模式，完美解決問題，可用於生產。
程式碼
public class SingletonSample5
{
private static volatile SingletonSample5 _instance;
private static readonly object _locker = new object();
private int _counter = 0;
private SingletonSample5() { }
public static SingletonSample5 Instance
{
get
{
if (_instance == null)
{
lock (_locker)
{
if (_instance == null)
{
_instance = new SingletonSample5();
}
}
}
return _instance;
}
}
public int IncreaseCount()
{
return ++_counter;
}
}
注意：volatile是必須的，因為它可以保證new不會被指令重排序，詳細可看視訊部分的分析。
優點
- 解決了上述實現方式的各種設計缺陷；
缺點
- 程式碼有點複雜。
6. 單例模式五
.Net支援的一種優雅版本的實現方式，前面講了那麼多其實就是為了引出該方式，強烈建議使用該版本。
程式碼
public class SingletonSample6
{
private static readonly Lazy<SingletonSample6> _instance
= new Lazy<SingletonSample6>(() => new SingletonSample6());
private int _counter = 0;
private SingletonSample6() { }
public static SingletonSample6 Instance
{
get
{
return _instance.Value;
}
}
public int IncreaseCount()
{
return ++_counter;
}
}
優點
- 程式碼優雅簡潔同時滿足需求
缺點
- 當系統中有大量單例模式時，會有較多重複程式碼
7. 單例模式六
泛型版本，是否使用視情況而定。
程式碼
public class SingletonSampleBase<TSingleton> where TSingleton : class
{
private static readonly Lazy<TSingleton> _instance
= new Lazy<TSingleton>(() => (TSingleton)Activator.CreateInstance(typeof(TSingleton), true));
protected SingletonSampleBase() { }
public static TSingleton Instance
{
get
{
return _instance.Value;
}
}
}
public class SingletonSample7 : SingletonSampleBase<SingletonSample7>
{
private int _counter = 0;
private SingletonSample7() { }
public int IncreaseCount()
{
return ++_counter;
}
}
優點
- 封裝了重複程式碼
缺點
- 違反了依賴倒置原則（雖然在父類中是通過反射建立的子類，但本質還是在父類中建立了子類）
總結
- 單例模式還可通過IOC容器實現，視訊中在講到IOC容器是也發生了多次口誤，將註冊說成了注入，這裡也糾正一下。
- 最後舉的一個用單例模式實現SqlHelper的例子，重點是為了突出相對於靜態類，例項類在多型擴充套件方面的優勢，其實如果沒有類似這種擴充套件需求，靜態類就足以應付絕大多數的需求。
單例模式實現方式如此之多，但實際上大多數情況需要使用單例的時候都可以用靜態類實現，比如一些工具類，而其他場景直接用單例模式五或者單例模式六即可，著名的雙檢索其實也是大可不必的，畢竟跟單例模式五相比，體現不出任何優勢，還更容易出錯。