GOF之单例模式

动机(Motivation)

在软件系统中，经常有这样一些特殊的类，必须保证他们在系统中只存在一个实例，才能确保他们的逻辑正确性、以及良好的效率。

如何绕过常规的构造器，提供一种机制来保证一个类只有一个实例？

这应该是设计者的责任，而不是使用者的责任。

意图(Intent)

保证一个类仅有一个实例，并提供一个该实例的全局访问点。

结构(Structure)

单线程(Singleton)模式实现：

 class Singleton
    {
        private static Singleton instance= null;
        private Singleton()
        { }

        public static Singleton GetModel()
        {
            if (instance== null)
            {
                instance= new Singleton();
            }
            return instance;
        }
    }

多线程Singleton模式实现：

class SingletonMoreThread
    {volatile多用于多线程的环境，当一个变量定义为volatile时，读取这个变量的值时候每次都是从momery里面读取而不是从cache读。
        这样做是为了保证读取该变量的信息都是最新的，而无论其他线程如何更新这个变量。
        private static volatile SingletonMoreThread instance = null;
        private static object lockHelper = new object();
        private SingletonMoreThread()
        { }
        public static SingletonMoreThread GetModelMoreThread()
        {
            if (instance== null)
            {
                lock (lockHelper)
                {
                    if (instance== null)
                    {
                        instance= new SingletonMoreThread();
                    }
                }
            }
            return instance;
        }
    }

.NET类型初始化机制下实现多线程的单例：

class SingletonNET
    {
        //解决了多线程问题，但是无法解决有参数的初始化
        private static readonly SingletonNET instance = new SingletonNET();
        private SingletonNET();
    }
相当于：只能有一个线程访问静态构造器
    class SingletonNET2
    {
        private static readonly SingletonNET2 instance;
        static SingletonNET2()
        {
            instance = new SingletonNET2();
        }
        private SingletonNET2()
        { }
    }

Singleton模式扩展：

将一个实例扩展到n个实例，例如对象池的实现。

将new构造器的调用转移到其他类中，例如多个类协同工作环境中，某个局部环境只需要拥有某个类的一个实例。

理解和扩展Singleton模式的核心是“如何控制用户使用new对一个类的实例构造器的任意调用”。