GOF之单例模式

动机(Motivation)

在软件系统中，经常有这样一些特殊的类，必须保证他们在系统中只存在一个实例，才能确保他们的逻辑正确性、以及良好的效率。

如何绕过常规的构造器，提供一种机制来保证一个类只有一个实例？

这应该是设计者的责任，而不是使用者的责任。

意图(Intent)

保证一个类仅有一个实例，并提供一个该实例的全局访问点。

结构(Structure)

单线程(Singleton)模式实现：

 1  class Singleton
 2     {
 3         private static Singleton instance= null;
 4         private Singleton()
 5         { }
 6 
 7         public static Singleton GetModel()
 8         {
 9             if (instance== null)
10             {
11                 instance= new Singleton();
12             }
13             return instance;
14         }
15     }

多线程Singleton模式实现：

 1 class SingletonMoreThread
 2     {volatile多用于多线程的环境，当一个变量定义为volatile时，读取这个变量的值时候每次都是从momery里面读取而不是从cache读。
        这样做是为了保证读取该变量的信息都是最新的，而无论其他线程如何更新这个变量。
 3         private static volatile SingletonMoreThread instance = null;
 4         private static object lockHelper = new object();
 5         private SingletonMoreThread()
 6         { }
 7         public static SingletonMoreThread GetModelMoreThread()
 8         {
 9             if (instance== null)
10             {
11                 lock (lockHelper)
12                 {
13                     if (instance== null)
14                     {
15                         instance= new SingletonMoreThread();
16                     }
17                 }
18             }
19             return instance;
20         }
21     }

.NET类型初始化机制下实现多线程的单例：

 1 class SingletonNET
 2     {
 3         //解决了多线程问题，但是无法解决有参数的初始化
 4         private static readonly SingletonNET instance = new SingletonNET();
 5         private SingletonNET();
 6     }
 7 相当于：只能有一个线程访问静态构造器
 8     class SingletonNET2
 9     {
10         private static readonly SingletonNET2 instance;
11         static SingletonNET2()
12         {
13             instance = new SingletonNET2();
14         }
15         private SingletonNET2()
16         { }
17     }

Singleton模式扩展：

将一个实例扩展到n个实例，例如对象池的实现。

将new构造器的调用转移到其他类中，例如多个类协同工作环境中，某个局部环境只需要拥有某个类的一个实例。

理解和扩展Singleton模式的核心是“如何控制用户使用new对一个类的实例构造器的任意调用”。