课程名：C#面向对象设计模式纵横谈2. Singleton单件（创建型模式）
模式分类
从目的来看：
– 创建型（Creational）模式：负责对象创建。
– 结构型（Structural）模式：处理类与对象间的组合。
– 行为型（Behavioral）模式：类与对象交互中的职责分配。
从范围来看：
– 类模式处理类与子类的静态关系。
– 对象模式处理对象间的动态关系。
动机（Motivation）
在软件系统中，经常有这样一些特殊的类，必须保证它们在系统中只存在一个实例，才能确保它们的逻辑正确性、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？这应该是类设计者的责任，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。——《设计模式》GoF
结构（Structure）
单线程Singleton 模式实现
/// <summary>
/// 单线程Singleton类
/// </summary>
public class Singleton
{
private static Singleton instance = null;
private Singleton()
{
}
public static Singleton Instance
{
get
{
if(instance==null)
instance = new Singleton();
return instance;
}
}
static void Main(string[] args)
{
Singleton st1 = Singleton.Instance;
Singleton st2 = Singleton.Instance;
Console.WriteLine(Object.ReferenceEquals(st1,st2)==true);
}
单线程Singleton模式的几个要点
. Singleton 模式中的实例构造器可以设置为protected以允许子类派生。
. Singleton 模式一般不要支持ICloneable接口，因为这可能会导致多个对象实例，与Singleton模式的初衷违背。
. Singleton 模式一般不要支持序列化，因为这也有可能导致多个对象实例，同样与Singleton模式的初衷违背。因为序列化对象到磁盘后，再反序列化就可以生成一个新对象出来，并且是原对象的深度拷贝。
. Singletom 模式只考虑到了对象创建的管理，没有考虑对象销毁的管理。就支持垃圾回收的平台和对象的开销来讲，我们一般没有必要对其销毁进行特殊的管理。
. 不能应对多线程环境：在多线程环境下，使用Singleton模式仍然有可能得到Singleton类的多个实例对象。
多线程Singleton 模式实现
/// <summary>
/// 多线程Singleton类
/// </summary>
public class Singleton
{
private static volatile Singleton instance = null;
private static object lockHelper = new object();
private Singleton()
{
}
public static Singleton Instance
{
get
{
if(instance==null)
{
lock(lockHelper)
{//双检查
if(instance==null)
{
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
}
其中，volatile 关键字指示字段可由操作系统、硬件或并发执行的线程在程序中进行修改。
使用.NET类型初始化机制实现多线程Singleton 模式
使用了静态构造器，.net framework可以提供内建的机制确保多线程访问时不会产生多个实例。
/// <summary>
/// 多线程Singleton类
/// </summary>
public class Singleton
{
public static readonly Singleton Instance = new Singleton();
private Singleton()
{
}
}
与下面的类是等同的：
/// <summary>
/// 多线程Singleton类
/// </summary>
public class Singleton
{
public static readonly Singleton Instance;
static Singleton()
{
Instance = new Singleton();
}
private Singleton()
{
}
}
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”。
.NET框架中的Singleton应用
Class1 c1 = new Class1();
Class1 c2 = new Class1();
Type t1 = c1.GetType();
Type t2 = c2.GetType();
if(t1==t2)
Console.WriteLine("type equal");
这里GetType()内部就是扩展了Singleton模式，从而确保只有一种type。再例如：HttpContext.Current也是一个Singleton的实例。
课后心得：
1，使用了静态构造器，.net framework可以提供内建的机制确保多线程访问时不会产生多个实例。
2，初步了解使用idasm查看汇编出的代码结构，如下图：
2006101301.JPG
3，思考：
考虑单线程的Singleton模式：
public class Singleton
{
private static Singleton instance;
private int x;
private int y;
private Singleton(int x,int y)
{
this.x = x;
this.y = y;
}
public int X
{
get
{
return this.x;
}
}
public static Singleton GetInstance(int x,int y)
{
if(instance==null)
{
instance = new Singleton(x,y);
}
return instance;
}
}
static void Main(string[] args)
{
Singleton st1 = Singleton.GetInstance(100,200);
Singleton st2 = Singleton.GetInstance(399,399);
Console.WriteLine(st1.X);
Console.WriteLine(st2.X);
}
会是什么结果呢？答案是都是100，因为.net的内建机制可以确保只会调用一次实例化过程，而不会受到你以后传的参数的影响。那你硬是想以后的参数修改也要有效，怎么办呢？很简单，只要修改如下：
public static Singleton GetInstance(int x,int y)
{
if(instance==null)
{
instance = new Singleton(x,y);
}
else
{
instance.x = x;
instance.y = y;
}
return instance;
}
那如果想在多线程模式中实现，又当如何呢？由于它是静态的构造函数，因此不能够直接传参数给构造函数，因此只有放出公共属性给外部调用。
public class staticSingleton
{
private int x;
private int y;
public static readonly staticSingleton Instance = new staticSingleton();
public int X
{
get
{
return this.x;
}
set
{
this.x = x;
}
}
public int Y
{
get
{
return this.y;
}
set
{
this.y = y;
}
}
private staticSingleton()
{
}
}
static void Main(string[] args)
{
staticSingleton st1 = staticSingleton.Instance;
st1.X = 100;
st1.Y = 200;
Console.WriteLine(st1.X);
}
本文转自Phinecos(洞庭散人)博客园博客，原文链接：http://www.cnblogs.com/phinecos/archive/2006/10/13/528629.html，如需转载请自行联系原作者
