Head First设计模式之单例模式

一、定义

保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。通过单例模式可以保证系统中一个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例。

• 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，同样跟Singleton模式的初衷违背。
• Singleton模式只考虑到了对象创建的管理，并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，我们一般没必要对其销毁进行特殊的管理。

二、结构

创建一个 SingleObject 类。SingleObject 类有它的私有构造函数和本身的一个静态实例。

SingleObject 类提供了一个静态方法，供外界获取它的静态实例。

三、适用场景

1、要求生产唯一序列号。

2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。

3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

四、优缺点

优点：

1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。

2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点：

没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

五、实现

单例模式的实现有多种方式

1、线程不安全

    public sealed class Singleton
    {
        public int Count { get; set; }

        private static Singleton instance = null;

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

        private Singleton()
        {
            Count = DateTime.Now.Millisecond;
        }
    }

    public class SimpleSingleton
    {
        private SimpleSingleton() { }
        public static readonly SimpleSingleton instance = new SimpleSingleton();
    }

说明：SimpleSingleton是 Singleton 的简化版，它利用.NET的特性写的，其实和Singleton 一样

2.线程安全

    /// <summary>
    /// 单例-线程安全
    /// </summary>
    public sealed class SafeSingleton
    {
        public int Count { get; set; }

        private static SafeSingleton instance = null;

        private static readonly object safeLock = new object();

        public static SafeSingleton Instance
        {
            get
            {
                if (instance == null)
                {
                    lock (safeLock)
                    {
                        if (instance == null)
                        {
                            instance = new SafeSingleton();
                        }
                    }
                }
                return instance;
            }
        }

        private SafeSingleton()
        {
            Count = DateTime.Now.Millisecond;
        }
    } 

3.单例测试

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            SayName();
            SayNewName();
            Thread.Sleep();
        } 

        private static async Task SayName()
        {
            await Task.Run(() =>
            {
                var s = Singleton.Instance;
                Console.WriteLine("count:" + s.Count);
                var s1 = SafeSingleton.Instance;
               Console.WriteLine("【safe】 count:" + s1.Count);
            });
        }

        private static async Task SayNewName()
        {
            await Task.Run(() =>
            {
                var s = Singleton.Instance;
                Console.WriteLine("new count:" + s.Count);
                var s1 = SafeSingleton.Instance;
                Console.WriteLine("【safe】 new count:" + s1.Count);
            });
        }
    }

结果

4、单例模式的复用

代码

/// <summary>
    /// 4、使用 C# 2.0 泛型来完成单例模式的重用
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    public class SingletonProvider<T> where T : new()
    {
        SingletonProvider() { }

        public static T Instance
        {
            get { return SingletonCreator.instance; }
        }

        class SingletonCreator
        {
            static SingletonCreator() { }

            internal static readonly T instance = new T();
        }
    }
    /// <summary>
    /// 4、业务类demo
    /// </summary>
    public class TestClass
    {
        private string _createdTimestamp;

        public TestClass()
        {
            _createdTimestamp = DateTime.Now.ToString();
        }

        public void Write()
        {
            Console.WriteLine(_createdTimestamp);
        }
    }
    /// <summary>
    /// 4、范型单例示例
    /// </summary>
    public class demo
    {
        private void dosomething()
        {
            SingletonProvider<TestClass>.Instance.Write();
        }
    }

参考：

http://www.runoob.com/design-pattern/singleton-pattern.html

http://blog.csdn.net/dabian1987/article/details/6951652

http://blog.csdn.net/jiankunking/article/details/50867050

http://www.cnblogs.com/kmsfan/p/4562323.html

http://www.cnblogs.com/dreign/archive/2012/05/08/2490212.html（推荐）

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