关于单例模式----这些你都知道吗？

前言

　　这篇是个人总结C#设计模式系列文章的第一篇，本系列文章将由浅入深的研究C#开发中常用到的各种设计模式。欢迎大家批评指正。

　　本篇将从单例模式的基本概念开始，由浅入深探究C#中单例模式的几种不同的实现方法，并分析其中的区别和各自的适用范围（有点啰嗦，大侠请直接跳过前面）。

基本概念

　　单例模式属于创建型模式，其意图是保证一个类只有一个实例，并提供一个可以访问它的全局访问点。对于一些情况只有一个实例很重要，例如一个用户登陆了一个系统之后经常在不同模块之间点击，理论上所有模块应该共用同一个Login对象。而如何才能保证一个类只有一个实例并且很容易被访问呢？最简单的方法就是让类本身保存它的唯一实例，也就是单例模式。

1、基本实现（惰性加载、懒汉模式）

public sealed class Singleton 
    {
        public static Singleton singletonInstance;
        private Singleton() { }
        public static Singleton getSingletonInstance() 
        {
            if (singletonInstance == null)
            {
                    singletonInstance = new Singleton();
            }
            return singletonInstance;
        }
    }

　　这种实现方式最常见，对于适用于单线程的小应用程序，通过懒加载避免了在应用程序启动时创建了不必要的实例。缺点也很明显，这种实现不是线程安全的，在多线程环境下有可能会得到多个类的实例（多个线程同时访问singletonInstance == null时）。

2、双重锁定

要想实现线程安全也很简单，使用lock即可（类似于java中的synchronized），代码如下：

    public sealed class Singleton 
    {
        public static Singleton singletonInstance;
        private static readonly object temp_lock = new object();
        private Singleton() { }
        public static Singleton getSingletonInstance() 
        {
            if (singletonInstance == null)
            {
                lock (temp_lock)
                {
                    if (singletonInstance == null)
                    {
                        singletonInstance = new Singleton();
                    }
                }
            }
            return singletonInstance;
        }
    }

　　lock关键字可以保证代码块被完整运行，不会被其他线程打断。temp_lock是一个进程辅助对象，线程在进入时先对辅助对象加锁然后再检测对象是否被创建，这样就可以确保只有一个实例被创建。在第10行处才加锁，可以减少一部分开销，不必每次都加锁。这种实现解决保证了线程安全，也实现了延迟加载，

3、饿汉模式

　　这种方式实现起来最简单，最常用，而且也是线程安全的， 由于构造函数是私有的，不会在类的外部被创建，而Singleton 实例被私有静态成员变量引用，所以在类的getSingletonInstance方法被首次调用之前，不会发生实例化。

    public sealed class Singleton 
    {
        private static Singleton singletonInstance = new Singleton();
        private Singleton() { }
        public static Singleton getSingletonInstance() 
        {
            return singletonInstance;
        }
    }

　　这种方法的缺点就是不能在对象实例化之前做执行其他任务，类被加载时，CLR会自动实例化这个类，而不是在第一次调用GetInstance()后才实例化。

4、内部类

    public sealed class Singleton
    {
        private Singleton() { }
        private static class SingletonHolder{
            internal static readonly Singleton singletonTnstance = new Singleton();
        }
        public static Singleton getSingletonInstance
        {
            get
            {
                return SingletonHolder.singletonTnstance;
            }
        }
    }

　　使用这种方法初始化工作由SingletonHolder的一个静态成员来实现，可以实现延迟初始化，尤其是当实例化instance很消耗资源时更具备优势，上述几种的其他优点这里也具备，是值得推荐的一种实现方式。

　　由于C#中的enum类型不支持方法，所以不能像java中那样通过enum实现单例模式。

总结：

　　其实单例模式的只要思想在于“如何控制用户使用new对一个类的构造器的任意调用”。另外上述实现方法中没有考虑对象销毁的管理，当然对于.NET来说，这方面一般不需要我们来考虑。

　　同时单例模式有以下个优点：

　　1、保持对象状态一致，阻止其他对象实例化其自己的单例对象的副本，从而确保所有对象都访问唯一实例。

　　2、可以作为对全局变量的一种改进方式，避免一些存储唯一实例的全局变量。

　　3、内存开销，相对于创建多个实例，减少内存开销。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（暂时整理这么多了，有其他问题再补充。）