设计模式 之 单例

单例模式（Singleton Pattern）
          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。


最近一直在用VB.NET重构机房收费系统，在重构中就出现了一个这样的问题：
                                                                    
        每点击一次充值的菜单，都会出现一个新的充值窗体。我就希望它要么不出现，出现也只出现一个。这个就和我们今天讲的单例模式有关系了。

        大家都知道，世界上的所有事物都是独一无二的，也就是说没有哪两个事物是完全相同的。从这个角度来讲，每一个事物相对于自身都是单例的。我们今天所讲的单例设计模式则有所区别，它是针对某一类事物来说，只存在一个实例对象。用我们程序上的术语来讲就是一个类只存在一个实例对象。

        一个正常的类是可以通过new操作符任意创建对象实例的，如何设计实现一个只能产生一个对象实例的类呢？

        如果想要一个类只能产生一个对象实例，就不能使用new操作符创建对象！咱们可以把类的构造方法声明为private方式，那么外部就不能使用new操作符创建对象了！那么外部类又该如何创建对象实例呢？我们可以将创建对象的工作转移到类的内部，不在外部创建，外部知识获得这个对象实例而已，这样不但降低了对象之间的耦合，还可以实现单例。

private Singleton()        {        }

        要实现单例，我们需要一个全局的静态实例对象，还需要在类内部声明一个静态方法，该方法就是实例化全局对象实例，然后返回。但只是这样还不够，只是这样的话，如果每次都在静态方法中进行实例化，还是会产生多个对象实例，所以我们还需要进一步的改进。

private static Singleton instance;

<pre name="code" class="csharp">public static Singleton GetInstance() 

        在这里我们有两种方式：一、全局的对象实例是一个已经实例化好的，在静态方法中返回就行了；二、在静态方法中首先判断全局对象是否为null，如果是null则实例化，然后返回全局实例对象。这两种方式各有优缺点，使用的时候也需要注意一些问题。

一、饿汉式单例类

    public sealed class Singleton       //阻止发生派生，而派生可能会增加实例    {        private static readonly Singleton instance = new Singleton();       //在第一次引用类的任何成员时创建实例        private Singleton()        {        }        public static Singleton GetInstance()        {            return instance;        }    }

二、懒汉式单例类

<pre name="code" class="csharp">class Singleton    {        private static Singleton instance;        private Singleton()     //构造方法让其private，这就堵死了外界利用new创建此类实例的可能        {        }        public static Singleton GetInstance()       //此方法是获得本类实例的卫衣全局访问点        {            if (instance == null)     //若实例不存在，则new一个新实例，否则返回已有的实例            {                instance = new Singleton();            }            return instance;        }    }

                                                  客户端代码：

    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            Singleton s1 = Singleton.GetInstance();            Singleton s2 = Singleton.GetInstance();            if(s1==s2)      //比较两次实例化后对象的结果是相同实例            {                Console.WriteLine("两个对象是相同的实例。");            }            Console.Read();        }    }}

懒汉式单例类：

      优点：不会产生内存浪费，因为共享实例对象开始没有被初始化，而是在获得共享对象的方法中动态生成实例的；

       缺点：多线程的程序中，多个线程同时访问Singleton类，调用GetInstance()方法，会有可能造成多个实例。

饿汉式单例类：

       缺点：会产生内存浪费，因为在加载Singleton类时就已经初始化共享对象实例；

       优点：多线程的程序中，多个线程同时访问Singleton类也不会造成多个实例，执行效率高。

利用双重锁定解决懒汉式单例类的同步问题：

class Singleton    {        private static Singleton instance;        private static readonly object syncRoot = new object();        private Singleton()        {        }        public static Singleton GetInstance()        {            if (instance==null)     //先判断实例是否存在，不存在再加锁处理            {                lock(syncRoot)                {                    if (instance==null)                    {                        instance = new Singleton();                    }                }            }            return instance;        }    }

使用场合：
       当在系统中某个特定的类对象实例只需要有一个的时候，可以使用单例模式。需要注意的是，只有真正有“单一实例”的需求时才可使用。