（新手寫(xiě)博客，主要是對(duì)自己學(xué)習(xí)的歸納總結(jié)。會(huì)對(duì)很多小細(xì)節(jié)詳解。）

單例模式的定義：

確保一個(gè)類(lèi)只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)。

首先實(shí)例大家應(yīng)該都明白就是類(lèi)生成對(duì)象的過(guò)程簡(jiǎn)單的就是String s=new String(),則s就是個(gè)實(shí)例。

Q:如何只生成一個(gè)實(shí)例？

A:1）首先必須將構(gòu)造函數(shù)變?yōu)樗接袕亩乐蛊渌?lèi)實(shí)例化，并且只能有一個(gè)構(gòu)造函數(shù)。因?yàn)橄到y(tǒng)會(huì)默認(rèn)一個(gè)無(wú)參構(gòu)造函數(shù)，而且默認(rèn)public訪(fǎng)問(wèn)修飾符。 所以必須寫(xiě)一個(gè)私有無(wú)參讓默認(rèn)無(wú)效。（通常單例模式都是不帶形參的）

   2）在該類(lèi)中聲明一個(gè)自己本身的靜態(tài)實(shí)例，然后通過(guò)靜態(tài)方法返回。

Q:如何提供一個(gè)全局訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)？

A:在類(lèi)中創(chuàng)建一個(gè)公共并且靜態(tài)的屬性。（因?yàn)殪o態(tài)方法是類(lèi)中的一個(gè)成員方法,屬于整個(gè)類(lèi),即不用創(chuàng)建任何對(duì)象也可以直接調(diào)用。單例模式是不允許其他類(lèi)實(shí)例的。）

代碼：

分為兩種模式：

1.LAZY模式

就是延遲加載， 設(shè)計(jì)模式是為了避免一些無(wú)謂的性能開(kāi)銷(xiāo)而提出來(lái)的，所謂延遲加載就是當(dāng)在真正需要數(shù)據(jù)(讀取屬性值)的時(shí)候，才真正執(zhí)行數(shù)據(jù)加載操作.有效使用它可以大大提高系統(tǒng)性能。

2.餓漢模式

與LAZY模式相反 ，加載時(shí)會(huì)將自己實(shí)例化。起來(lái)最容易的單例模式。

分析代碼1：（經(jīng)典）

// 不要用這種方式
public sealed class Singleton
{
  private static Singleton instance=null;//聲明自己本身的靜態(tài)實(shí)例
  private Singleton(){}//私有構(gòu)造
  public static Singleton Instance() //提供全局訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)
  {
      if (instance==null)//實(shí)例不存在則創(chuàng)建
      {
        instance = new Singleton();
      }
      return instance;
  }
}

該代碼僅供理解，單例模式的定義。

 問(wèn)題：該方法是非線(xiàn)程安全的，當(dāng)有兩個(gè)線(xiàn)程同時(shí)進(jìn)入時(shí)，如果instance為null則都會(huì)創(chuàng)建實(shí)例。實(shí)際上，在測(cè)試以前，實(shí)例就已經(jīng)有可能被創(chuàng)建了，但是內(nèi)存模型不能保證這個(gè)實(shí)例能被其他的線(xiàn)程看到。

下面我們優(yōu)化改進(jìn)

分析代碼2：（非安全線(xiàn)程）

public sealed class Singleton
{
  private static Singleton instance = null;
  private static readonly object padlock = new object();//定義一個(gè)標(biāo)識(shí)確保線(xiàn)程同步
  Singleton(){}
  public static Singleton Instance()
  {
      lock (padlock)//線(xiàn)程到達(dá)時(shí)加鎖 運(yùn)行完之后解鎖 當(dāng)遇到加鎖線(xiàn)程就會(huì)掛起等待解鎖
      {
        if (instance == null)
        {
          instance = new Singleton();
        }
        return instance;
      }
  }
}

以上解決了多線(xiàn)程問(wèn)題。

問(wèn)題：性能上來(lái)說(shuō)，鎖變成了每次都必須的當(dāng)這個(gè)實(shí)例被響應(yīng)的時(shí)候。此時(shí)完全沒(méi)必要對(duì)線(xiàn)程輔助對(duì)象加鎖之后再去判斷，所以上面的實(shí)現(xiàn)方式增加了額外的開(kāi)銷(xiāo)。

下面我們進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)：

 代碼分析3：（雙重鎖定）

public sealed class Singleton
{
  private static Singleton instance = null;
  private static readonly object padlock = new object();
  Singleton(){}
  public static Singleton Instance
  {
    get
    {
      if (instance == null)//外層的if語(yǔ)句塊，這使得每個(gè)線(xiàn)程欲獲取實(shí)例時(shí)不必每次都得加鎖，因?yàn)橹挥袑?shí)例為空時(shí)（即需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)實(shí)例），才需加鎖創(chuàng)建
      {
        lock (padlock)
        {
          if (instance == null)
          {
            instance = new Singleton();
          }
        }
      }
      return instance;
    }
  }
}

這種“雙重檢查鎖定”理論上是完美的

問(wèn)題是：并不能保證它會(huì)在單處理器或多處理器計(jì)算機(jī)上順利運(yùn)行。（反正就是有問(wèn)題吧 之后再研讀一下 看看具體是怎么回事）

代碼分析4：（不完全LAZY）

public sealed class Singleton
{
  private static readonly Singleton instance = new Singleton();

  // 顯示的static 構(gòu)造函數(shù)
  //靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)抑制了beforefieldinit 特性(訪(fǎng)問(wèn)成員之前就執(zhí)行靜態(tài)函數(shù))
  static Singleton(){}
  private Singleton(){}
  public static Singleton Instance
  {
    get
    {
      return instance;
    }
  }
}

不完全LAZY模式（通過(guò)抑制beforefildinit特性并不能起到太大的效果）

 代碼分析5：（完全LAZY）

public sealed class Singleton
{
  private Singleton(){}
  public static Singleton Instance { get { return Nested.instance; }}   
//嵌套類(lèi)
  private class Nested
  {
    //抑制beforefieldinit特性
    static Nested(){}
    internal static readonly Singleton instance = new Singleton();
  }
}

這里使用了嵌套類(lèi)(嵌套類(lèi)型是LAZY加載的，也就是說(shuō)嵌套類(lèi)型在使用他時(shí)才會(huì)初始化）

代碼分析6：（Lazy<T>）

public sealed class Singleton
{
//使用.NET4 Lazy<T>
  private static readonly Lazy<Singleton> lazy =new Lazy<Singleton>(() => new Singleton());
  public static Singleton Instance { get { return lazy.Value; } }
  private Singleton() {}
}

Lazy<T> 對(duì)象初始化默認(rèn)是線(xiàn)程安全的，在多線(xiàn)程環(huán)境下，第一個(gè)訪(fǎng)問(wèn) Lazy<T> 對(duì)象的 Value 屬性的線(xiàn)程將初始化 Lazy<T> 對(duì)象，以后訪(fǎng)問(wèn)的線(xiàn)程都將使用第一次初始化的數(shù)據(jù)。

以上全部是LAZY模式，現(xiàn)在了解下餓漢模式

代碼分析7：

public sealed class Singleton
{
    private static readonly Singleton instance=new Singleton();//直接實(shí)例化
    private Singleton(){}
    public static Singleton Instance()
    {
        return instance;
    }
}

在這種模式下，無(wú)需自己解決線(xiàn)程安全性問(wèn)題，CLR會(huì)給我們解決。由此可以看到這個(gè)類(lèi)被加載時(shí)，會(huì)自動(dòng)實(shí)例化這個(gè)類(lèi)，而不用在第一次調(diào)用Instance()后才實(shí)例化出唯一的單例對(duì)象。

為了優(yōu)化系統(tǒng)當(dāng)然還是選擇優(yōu)化模式。LAZY模式最好的應(yīng)該是使用Lazy<T>簡(jiǎn)短安全。

以上都是我在博客園對(duì)單例模式學(xué)習(xí)的總結(jié)。今后會(huì)補(bǔ)充一些具體的項(xiàng)目中的案例讓和我一樣的新手更容易吸收理解最終達(dá)到舉一反三。這里重點(diǎn)參考了這里的文章，希望大家有指教的地方多多提點(diǎn)。感謝。

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