单例模式详解

           设计模式——单例模式

        创建型设计模式一共包括五类设计模式，分别是：单例模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式。上篇博客中讲到了工厂方法模式，这篇博客就给大家说一下经常用到的单例模式。

单例模式：

    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。

    结构图：

   

         单例模式中就只有这一个类，Singleton类，他的作用是：定义一个GetIntance操作，允许客户访问它的唯一实例。GetInstance是一个静态方法，主要负责创建自己的唯一实例。代码如下：

  

class Singleton
{
private static Singleton instace;
private Singleton ()
{
}
public static Singleton GetInstance()
{
if (instace ==null)     //判断是否实例化
{
instace = new Singleton();
}
return instace;
}
}

    使用单例模式的好处：单例模式因为Singleton封装它的唯一实例，这样它可以严格的控制客户怎样访问它以及何时访问它，简单的说就是对唯一实例的受控访问。

多线程的单例：

     如果在多线程的程序中，多个线程同时访问Singleton类，调用getInstance方法，会有可能创建多个实例的，所以在这里要在程序中加上一把锁：Lock。Lock是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，如果其他线程试图进入锁定的代码，则它将一直等待（即被阻止）直到对象被释放。代码如下：   

class Singleton
{
private static Singleton instace;
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 ()
{

}
public static Singleton GetInstance()
{
lock (syncRoot )   //在同一时刻加了锁的那部分程序只有一个线程可以进入。
{
if (instace == null)  //判断是否实例化
{
instace = new Singleton();

}
return instace;
}

}
}

      这样可以使得实例对象由最先进入的那个线程创建，以后的线程在进入时不会再去创建对象实例了，由于有了lock，就保证了多线程环境下的同时访问也不会造成多个实例的生成。但是这样的的锁定有一个弊端，就是在每次调用GetInstance时就需要进行一次锁定lock。这样会无形中影响了程序的性能。所以为了解决这个问题，有了下边的双重锁定：

    双重锁定不用让线程每次都加锁，而只是在实例未被创建的时候在加锁处理，同时也能保证多线程的安全。代码如下：

class Singleton
{
private static Singleton instace;
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 ()
{

}
public static Singleton GetInstance()
{
if (instace ==null)    //第一次判断是否实例化
{
lock (syncRoot)   //在同一时刻加了锁的那部分程序只有一个线程可以进入。
{
if (instace == null)      <span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">//第一次判断是否实例化</span>

{
instace = new Singleton();
}
}
}
return instace;
}
}<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255);"> </span>

     为什么叫双重锁定？因为在对于instance存在的情况下，就直接返回，这样就没有问题，当instance为null并且同时有两个线程同时调用GetInstance（）方法时，他们将都可以通过第一重instance==null的判断。然后由于lock机制，这两个线程则只有一个进入，另一个在外排队等候。此时如果没有了第二重的instance判断，则第一个线程创建了实例，而第二个线程还是可以在继续创建新的实例的。

    单例模式是一个很常见的模式，以后我们在做系统的时候回经常用到，好好总结一下，以后用的时候就知道怎么用了。