設計模式之☞單例模式

簡介

單例模式（Singleton Pattern）是 程式開發 中最簡單的設計模式之一。這種型別的設計模式屬於建立型模式，它提供了一種建立物件的最佳方式。

這種模式涉及到一個單一的類，該類負責建立自己的物件，同時確保只有單個物件被建立。這個類提供了一種訪問其唯一的物件的方式，可以直接訪問，不需要例項化該類的物件。

注意：

• 1、單例類只能有一個例項。
• 2、單例類必須自己建立自己的唯一例項。
• 3、單例類必須給所有其他物件提供這一例項。

介紹

意圖：保證一個類僅有一個例項，並提供一個訪問它的全域性訪問點。

主要解決：一個全域性使用的類頻繁地建立與銷燬。

何時使用：當您想控制例項數目，節省系統資源的時候。

如何解決：判斷系統是否已經有這個單例，如果有則返回，如果沒有則建立。

關鍵程式碼：建構函式是私有的。

優點：

• 1、在記憶體裡只有一個例項，減少了記憶體的開銷，尤其是頻繁的建立和銷燬例項（比如管理學院首頁頁面快取）。
• 2、避免對資源的多重佔用（比如寫檔案操作）。

缺點：沒有介面，不能繼承，與單一職責原則衝突，一個類應該只關心內部邏輯，而不關心外面怎麼樣來例項化。

案例一(無執行緒)：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace 單例模式演示
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Singleton obj =Singleton.CreateInstance();
            Singleton obj2 = Singleton.CreateInstance();
            Singleton obj3 = Singleton.CreateInstance();
            Console.ReadKey();
        }
        /// <summary>
        /// 當把一個類的建構函式的訪問修飾符設為private後，那麼這個類外部就不可以被建立物件了
        /// </summary>
        public class Singleton
        {
            /// <summary>
            /// 重寫建構函式
            /// </summary>
            private Singleton()
            {
                Console.WriteLine('.');
            }
            private static Singleton _instance;
            /// <summary>
            /// 建立例項
            /// </summary>
            /// <returns></returns>
            public static Singleton CreateInstance()
            {
                if (_instance==null)
                {
                    _instance = new Singleton();
                }
                return _instance;
            }
        }
    }
}

注：上述方法加入執行緒操作

案例二(有執行緒單例模式處理，效率受點影響，必須等執行緒執行完，才會繼續執行其他的執行緒)：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;

namespace 單例模式之多執行緒
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 0; i < 1000; i++)
            {
                Thread t = new Thread(new ThreadStart(() =>
                {
                    Singleton s = Singleton.CreateInstance();
                }));
                t.Start();
            }
            Console.WriteLine("ok");
            Console.ReadKey();
        }
        /// <summary>
        /// 當把一個類的建構函式的訪問修飾符設為private後，那麼這個類外部就不可以被建立物件了
        /// </summary>
        public class Singleton
        {
            /// <summary>
            /// 重寫建構函式
            /// </summary>
            private Singleton()
            {
                Console.WriteLine(".");
            }
            private static Singleton _instance;
            private static readonly object syn = new object();
            /// <summary>
            /// 建立例項
            /// </summary>
            /// <returns></returns>
            public static Singleton CreateInstance()
            {
                lock (syn) //加鎖
                {
                    if (_instance == null)
                    {
                        _instance = new Singleton();
                    }
                }
                return _instance;
            }
        }
    }
}

案例三(推薦，既保持了單例模式，又提高了效能)：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;

namespace 單例模式之多執行緒最優方法
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 0; i < 1000; i++)
            {
                Thread t = new Thread(new ThreadStart(() =>
                {
                    Singleton s = Singleton.CreateInstance();
                }));
                t.Start();
            }
            Console.WriteLine("ok");
            Console.ReadKey();
        }
        /// <summary>
        /// 當把一個類的建構函式的訪問修飾符設為private後，那麼這個類外部就不可以被建立物件了
        /// </summary>
        public class Singleton
        {
            /// <summary>
            /// 重寫建構函式
            /// </summary>
            private Singleton()
            {
                Console.WriteLine(".");
            }
            private static Singleton _instance;
            private static readonly object syn = new object();
            /// <summary>
            /// 建立例項
            /// </summary>
            /// <returns></returns>
            public static Singleton CreateInstance()
            {
                if (_instance == null)
                {
                    lock (syn) //加鎖
                    {
                        if (_instance == null)
                        {
                            _instance = new Singleton();
                        }
                    }
                }
                return _instance;
            }
        }
    }
}

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