unity单例封装

# 1.前言
本篇主要针对Unity单例模式，完成一个可以重复继承使用的抽象类，减少重复的工作与代码。同时，对存在的多种单例进行优劣分析。
# 2.Unity单例问题分析
## 2.1 单例原则
单例要满足以下两个原则：
### 2.1.1 单一原则
即不能存在两个单例对象，这看起来是一句废话，且在C#编程中不会出现，但在Unity中进行组件化编程的时候却会存在。因为unity继承自Monobehavior的类是一个组件可以通过挂载形成一个实例。不用手动new产生。这就容易违背此原则。
### 2.1.2 功能封装原则
单例是为了将特定功能且功能关联的方法，封装在一个模块能，方便处理各种问题。并且避免各种重复产生实例对象，所以单例一般都会隐藏public构造函数。
## 2.2 存在问题
### 2.2.1 单例原则违背
目前，网络充斥这大量单例模式，都或多或少存在各种问题，各种解决方案臃肿，没有必要进行如此处理。[点击查看详细叙述](https://blog.csdn.net/qq_37833413/article/details/102613583)。
本文最后也会对不推荐的单例写法进行分析。
### 2.2.2 单例滥用
采用unity进行开发时，不可避免的会涉及到ui的切换以及相互调用。在很多教程或者网络教学视频中，大量采用单例，笔者曾看过一个教程，大部分脚本都采用单例进行处理。好处是增加灵活性，方便调用与切换，坏处则时不易维护，增加开销，尤其是当用到下文不推荐的方式。所以**一定不要为了方便不同脚本之间相互调用而采用单例**。
# 3.简单单例模式
## 3.1 推荐方式
此方式最简单粗暴，有效。唯一缺陷是看着一点都不高端。

```csharp
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public abstract class MonoSingleton<T> : MonoBehaviour where T : MonoSingleton<T>
{
private static T instance;

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

protected virtual void Awake()
{
instance = (T)this;
}
}
```
## 3.2 使用FindObjectOfType的单例
### 3.2.1 单例代码
代码如下所示，此方法看起来很完美，考虑周全，其实存在很多问题与隐患。

```csharp
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public abstract class MonoSingleton<T> : MonoBehaviour where T : MonoSingleton<T>
{
private static T instance;

public static T Instance
{
get
{
if (instance == null)
{
instance = FindObjectOfType<T>();
}

if (instance != null || !instance.initialized)
{
instance.StartComponent();
}

return instance;
}
}

protected bool initialized = false;

protected virtual void StartComponent()
{
initialized = true;
}

private void Start()
{
if (!initialized)
{
StartComponent();
}
}
}
```
### 3.2.2 FindObjectOfType的使用
FindObjectOfType此方法是遍历所有激活游戏物体，查找组件，返回第一个找到的对象。此方法有以下几个问题：

**问题一**：**性能开销，要查找所有激活物体以及脚本，性能消耗不可避免。如果所有的单例都采用此方式，则在刚启动时一起性能开销峰值。**

**问题二：此方法需要游戏物体激活状态使用，即如果游戏物体未激活状态调用此游戏物体，则单例为空，如果不知道FindObjectOfType的用法，可能不会找问题，所以上述单例脚本中StartComponent也就没有太大意义。**

## 3.3 在单例中生成游戏物体
### 3.3.1 脚本如下：
```csharp
using UnityEngine;

public abstract class MonoSingleton<T> : MonoBehaviour where T : MonoSingleton<T>
{
private static T instance;

public static T Instance
{
get
{
if (instance == null)
{
var instances =Resources.FindObjectsOfTypeAll(typeof(T)) as T[];

if (instances.Length > 0)
{
instance = instances[0];
}

if (instance == null)
{
GameObject InstanceObj = new GameObject("MonoSingleton");
instance = InstanceObj.AddComponent<T>();
}
}
return instance;
}
}
}
```
### 3.3.2 FindObjectsOfTypeAll使用
此部分问题同上，而且还不如使用FindObjectsOfType。
### 3.3.3 在自身创建游戏物体
不建议在自身创建自身脚本所在的游戏物体。当涉及到场景加载时销毁游戏物体时会有很大的风险，尤其是当在OnDisable中调用此单例时。因为unity销毁游戏物体时是随机的，当销毁时会调用OnDisable方法。如果此单例已经销毁，在别的脚本OnDestroy直接调用时，会引发生成新游戏物体的错误。

# 4.C#的几种单例
以下两种方法不涉及Unity组件问题单例：
## 4.1 Unity中使用
当unity主线程中使用，不涉及线程安全问题时可用如下代码：

```csharp
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public abstract class Singleton<T> where T : Singleton<T>,new()
{
private static T instance;

public static T Instance
{
get
{
if (instance == null)
{
instance = new T();
instance.Init();
}

return instance;
}
}

protected virtual void Init() { }
}
```
## 4.2 线程安全单例

```csharp
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public abstract class Singleton<T> where T : Singleton<T>, new()
{
private static object threadSafeLock = new object();

private static T instance;

public static T Instance
{
get
{
if (instance == null)
{
lock(threadSafeLock)
{
if (instance == null)
{
instance = new T();
instance.Init();
}
}
}

return instance;
}
}

protected virtual void Init() { }
}
```
# 5.总结
**总之在使用单例时，不要为了灵活方便而频繁使用单例。同时做好处理和规划，防止单例未初始化而调用，同时慎用Awake方法，不要为了能比start早执行而使用。**