开发设计模式（五）单例模式（Singleton Pattern）

http://blog.sina.com.cn/s/blog_89d90b7c0101805m.html

单例模式：意思就是只有一个实例。单例模式确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。这个类称为单例类。这个其实很好理解，废话不多说，看代码。

java版本：

一，经典模式：

public class Singleton {
    private static Singleton uniqueInstance = null;

    private Singleton() {
       // Exists only to defeat instantiation.
    }

    public static Singleton getInstance() {
       if (uniqueInstance == null) {
           uniqueInstance = new Singleton();
       }
       return uniqueInstance;
    }
}

二，饿汉模式

//饿汉式单例类.在类初始化时，已经自行实例化
public class Singleton1 {
     //私有的默认构造子
     private Singleton1() {}
     //已经自行实例化
     private static final Singleton1 single = new Singleton1();
     //静态工厂方法
     public static Singleton1 getInstance() {
         return single;
     }
}

三，懒汉模式（Lazy模式）

//懒汉式单例类.在第一次调用的时候实例化
public class Singleton2 {
     //私有的默认构造子
     private Singleton2() {}
     //注意，这里没有final
     private static Singleton2 single=null;
     //静态工厂方法
     public synchronized  static Singleton2 getInstance() {
          if (single == null) {
              single = new Singleton2();
          }
         return single;
     }
 }

懒汉模式2（Lazy模式）另外一种写法主动+Lazy

class _SingletonPattern
{
 private static final SingletonPattern singletonPattern = new
   SingletonPattern();
 // 限制不能直接产生一个实例 //
 private _SingletonPattern()
 {
 }

 public synchronized static SingletonPattern getInstance()
 {
  return singletonPattern;
 }
}

C#版本：

一、经典模式：

public class Singleton
{
    private static Singleton instance;

    private Singleton()
    {

    }

    public static Singleton GetInstance()
    {
        if (instance == null)
        {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

　　解析如下：

　　1）首先，该Singleton的构造函数必须是私有的，以保证客户程序不会通过new（）操作产生一个实例，达到实现单例的目的；

　　2）因为静态变量的生命周期跟整个应用程序的生命周期是一样的，所以可以定义一个私有的静态全局变量instance来保存该类的唯一实例；

　　3）必须提供一个全局函数访问获得该实例，并且在该函数提供控制实例数量的功能，即通过if语句判断instance是否已被实例化，如果没有则可以同new（）创建一个实例；否则，直接向客户返回一个实例。

　　在这种经典模式下，没有考虑线程并发获取实例问题，即可能出现两个线程同时获取instance实例，且此时其为null时，就会出现两个线程分别创建了instance，违反了单例规则。因此，需对上面代码修改。

　　二、多线程下的单例模式

　　1、Lazy模式

public class Singleton
{
    private static Singleton instance;
    private static object _lock = new object();

    private Singleton()
    {

    }

    public static Singleton GetInstance()
    {
        if (instance == null)
        {
            lock (_lock)
            {
                if (instance == null)
                {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

　　上述代码使用了双重锁方式较好地解决了多线程下的单例模式实现。先看内层的if语句块，使用这个语句块时，先进行加锁操作，保证只有一个线程可以访问该语句块，进而保证只创建了一个实例。再看外层的if语句块，这使得每个线程欲获取实例时不必每次都得加锁，因为只有实例为空时（即需要创建一个实例），才需加锁创建，若果已存在一个实例，就直接返回该实例，节省了性能开销。

　　2、饿汉模式

　　这种模式的特点是自己主动实例。

public sealed class Singleton
{
    private static readonly Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton()
    {
    }

    public static Singleton GetInstance()
    {
        return instance;
    }
}

　　上面使用的readonly关键可以跟static一起使用，用于指定该常量是类别级的，它的初始化交由静态构造函数实现，并可以在运行时编译。在这种模式下，无需自己解决线程安全性问题，CLR会给我们解决。由此可以看到这个类被加载时，会自动实例化这个类，而不用在第一次调用GetInstance()后才实例化出唯一的单例对象。