【设计模式】单例模式

来源：互联网发布：oracle not like 优化编辑：程序博客网时间：2024/06/06 17:03

单利模式

Singleton，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。说的简单的，就是设置访问权限，创建唯一实例。

要点

Singleton模式是限制而不是改进类的创建。

Singleton类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，这也有可能导致多个对象实例，这也与Singleton模式的初衷违背。

Singleton只考虑了对象创建的管理，没有考虑到销毁的管理，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。

Singleton模式的核心是“如何控制用户使用new对一个类的构造器的任意调用”。

代码结构

构造图

代码

基本

    /// <summary>    /// 单例类Singleton    /// </summary>    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()     //次方法是获得本类实例的唯一全局访问点        {            //如果实例不存在，则new一个新实例，否则返回已有的实例            if (instance == null)            {                instance = new Singleton();            }            return instance;        }    }

优化

单例模式封装它的为唯一性，可以严格地控制客户怎样访问它以及何时访问它，就是对唯一实例的受控访问。但是在多线程中，可能会同时访问Singleton类，调用GetInstance()方法，则就有可能创建多个实例。

解决方法：

1.加入Look处理，lockshi确保当一个线程位于代码的临界区时，另一个线程不进入临界区，如果需要，则需要等待上一个线程退出，即该对象被释放后才能进入。

    class Singleton    {        private static Singleton instance;        private static readonly object syncRoot = new object();      //程序运行时创建一个静态只读的进程辅助对象        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()     //次方法是获得本类实例的唯一全局访问点        {            lock (syncRoot)            {                //如果实例不存在，则new一个新实例，否则返回已有的实例                if (instance == null)                {                    instance = new Singleton();                }            }            return instance;        }    }

2.另一种方法是双重锁定（Double-Check Locking），即线程每次不需要都加锁，只需要在实例未被创建时候再加锁处理，同时也能保证多线程的安全。

    class Singleton    {        private static Singleton instance;        private static readonly object syncRoot = new object();      //程序运行时创建一个静态只读的进程辅助对象        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()     //次方法是获得本类实例的唯一全局访问点        {            if (instance == null)      //先判断实例是否存在，不存在再加锁处理            {                lock (syncRoot)                {                    //如果实例不存在，则new一个新实例，否则返回已有的实例                    if (instance == null)                    {                        instance = new Singleton();                    }                }            }            return instance;        }    }

优点

实例控制：Singleton 会阻止其他对象实例化其自己的 Singleton对象的副本，从而确保所有对象都访问唯一实例。

灵活性：因为类控制了实例化过程，所以类可以更加灵活修改实例化过程。

缺点

1.开销：虽然数量很少，但如果每次对象请求引用时都要检查是否存在类的实例，将仍然需要一些开销。可以通过使用静态初始化解决此问题，上面的五种实现方式中已经说过了。

2.可能的开发混淆：使用 singleton对象（尤其在类库中定义的对象）时，开发人员必须记住自己不能使用 new关键字实例化对象。因为可能无法访问库源代码，因此应用程序开发人员可能会意外发现自己无法直接实例化此类。

3.对象的生存期：Singleton不能解决删除单个对象的问题。在提供内存管理的语言中（例如基于 .NET Framework 的语言），只有 Singleton类能够导致实例被取消分配，因为它包含对该实例的私有引用。在某些语言中（如 C++），其他类可以删除对象实例，但这样会导致 Singleton类中出现悬浮引用。

适用场景

当类只能有一个实例而且客户可以从一个众所周知的访问点访问它时。
当这个唯一实例应该是通过子类化可扩展的，并且客户应该无需更改代码就能使用一个扩展的实例时。

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