Design Patterns(二）:Singleton PatternVB代码

意图：
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。

适用性：
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。
当这个唯一实例是通过子例化可扩展的，并且客户应该无需要更改代码就能使用一个扩展的实例时。

实现：
1.       私有的构造函数防止在外部实例化。
2.       保存唯一实例的静态的私有变量。
3.       初始化并获得唯一实例的静态方法。

      ●简单实现：
      优点：可以使用附加功能（例如，对子类进行实例化）
                  惰性实例化，避免应用程序启动时实例化不必要的Singleton实例。
      缺点：多线程的环境下将得到Singleton的多个实例

Public NotInheritable Class SingletonClassClass SingletonClass
    Private Shared me_instance As Singleton = Nothing

    Private Sub New()Sub New()
    End Sub

    Public ReadOnly Shared Property Instance()Property Instance()
        Get
            If me_instance Is Nothing Then
                me_instance = New Singleton()
            End If

            Return me_instance
        End Get
    End Property
End Class

   ●安全的线程：
   优点：可多线程访问。
   缺点：增加了额外的开销，损失了性能。

Public NotInheritable Class SingletonClassClass SingletonClass
    
    Private Shared me_instance As Singleton = Nothing
    Private Shared syncObject As Object = New Object

    Private Sub New()Sub New()Sub New()Sub New()
    End Sub

    Public ReadOnly Shared Property Instance()Property Instance()
        Get
            SyncLock syncObject
                If me_instance Is Nothing Then
                    me_instance = New Singleton()
                End If

                Return me_instance
            End SyncLock
        End Get
    End Property
End Class

   ●双重锁定：
   优点：解决了线程并发的问题避免在每个Instance属性方法的调用中都出现独占锁定。可以为构造函数添加参数。
   缺点：无法实现延迟初始化。 

Public Class SingletonClassClass SingletonClass

        Private Shared _instance As Singleton
        Private Shared syncObject As Object = New Object    'Lock synchronization object

        Protected Sub New()Sub New()
        End Sub

        Public Shared ReadOnly Property Instance()Property Instance()
            Get
                If _instance Is Nothing Then
                    SyncLock syncObject
                        If _instance Is Nothing Then
                            _instance = New Singleton
                        End If
                    End SyncLock
                End If

                Return _instance
            End Get
        End Property
    End Class

    ●静态初始化：
   优点：第一次引用类的成员时创建实例。标记为sealed(NotInheritable)阻止变量标记为ReadOnly，只能在静态初始化期间或在类构造函数中分配变量
   缺点：对实例化控制权较少
   注释：实现Singleton的首选方法

Public Class SingletonClassClass SingletonClass
        Public Shared ReadOnly Instance As New Singleton

        Protected Sub New()Sub New()Sub New()Sub New()
        End Sub

End Class

  ●延迟初始化：
   优点：初始化工作由静态成员（Nested类）来完成

Public NotInheritable Class SingletonClassClass SingletonClass

        Protected Sub New()Sub New()
        End Sub

        Public Shared ReadOnly Property Instance()Property Instance()
            Get
                Return Nested.instance
            End Get
        End Property

        Private Class NestedClass Nested
            Shared Sub New()Sub New()Sub New()Sub New()
            End Sub

            Friend Shared ReadOnly instance As New Singleton
        End Class
End Class

实例：

最优化的例子
' Singleton pattern -- Real World example

Imports System
Imports System.Collections
Imports System.Threading

Namespace DoFactoryNamespace DoFactory.GangOfFour.Singleton.RealWorld
    ' MainApp test application
    Class MainAppClass MainApp
        Private Shared Sub Main()Sub Main()
            Dim b1 As LoadBalancer = LoadBalancer.GetLoadBalancer()
            Dim b2 As LoadBalancer = LoadBalancer.GetLoadBalancer()
            Dim b3 As LoadBalancer = LoadBalancer.GetLoadBalancer()
            Dim b4 As LoadBalancer = LoadBalancer.GetLoadBalancer()

            'Same instance?
            If b1 = b2 AndAlso b2 = b3 AndAlso b3 = b4 Then
                Console.WriteLine("Same instance" & Chr(10) & "")
            End If
            For i As Integer = 0 To 14

                'All are the same instance -- use b1 arbitrarily
                'Load balance 15 server requests
                Console.WriteLine(b1.Server)
            Next

            'Wait for user
            Console.Read()
        End Sub
    End Class

    ' "Singleton"
    Class LoadBalancerClass LoadBalancer
        Private Shared instance As LoadBalancer
        Private servers As New ArrayList()

        Private random As New Random()

        'Lock synchronization object
        Private Shared [syncLock] As New Object()

        'Constructor (protected)
        Protected Sub New()Sub New()
            ' List of available servers
            servers.Add("ServerI")
            servers.Add("ServerII")
            servers.Add("ServerIII")
            servers.Add("ServerIV")
            servers.Add("ServerV")
        End Sub

        Public Shared Function GetLoadBalancer()Function GetLoadBalancer() As LoadBalancer
            'Support multithreaded applications through
            ' 'Double checked locking' pattern which (once
            ' the instance exists) avoids locking each
            ' time the method is invoked
            If instance Is Nothing Then
                SyncLock [syncLock]
                    If instance Is Nothing Then
                        instance = New LoadBalancer()
                    End If
                End SyncLock
            End If

            Return instance
        End Function

        'Simple, but effective random load balancer
        Public ReadOnly Property Server()Property Server() As String
            Get
                Dim r As Integer = random.[Next](servers.Count)
                Return servers(r).ToString()
            End Get
        End Property
    End Class
End Namespace

最优美的例子
' Singleton pattern -- Real World example

Imports System
Imports System.Collections

Namespace DoFactoryNamespace DoFactory.GangOfFour.Singleton.NETOptimized

    'MainApp test application
    Class MainAppClass MainApp

        Private Shared Sub Main()Sub Main()
            Dim b1 As LoadBalancer = LoadBalancer.GetLoadBalancer()
            Dim b2 As LoadBalancer = LoadBalancer.GetLoadBalancer()
            Dim b3 As LoadBalancer = LoadBalancer.GetLoadBalancer()
            Dim b4 As LoadBalancer = LoadBalancer.GetLoadBalancer()

            'Confirm these are the same instance
            If b1 is b2 AndAlso b2 is b3 AndAlso b3 is b4 Then
                Console.WriteLine("Same instance" & Chr(10) & "")
            End If
            For i As Integer = 0 To 14

                'All are the same instance -- use b1 arbitrarily
                'Load balance 15 requests for a server
                Console.WriteLine(b1.Server)
            Next

            'Wait for user
            Console.Read()
        End Sub
    End Class

    ' Singleton
    NotInheritable Class LoadBalancerClass LoadBalancer
        'Static members are lazily initialized.
        ' .NET guarantees thread safety for static initialization
        Private Shared ReadOnly instance As New LoadBalancer()

        Private servers As New ArrayList()
        Private random As New Random()

        'Note: constructor is private.
        Private Sub New()Sub New()
            'List of available servers
            servers.Add("ServerI")
            servers.Add("ServerII")
            servers.Add("ServerIII")
            servers.Add("ServerIV")
            servers.Add("ServerV")
        End Sub

        Public Shared Function GetLoadBalancer()Function GetLoadBalancer() As LoadBalancer
            Return instance
        End Function

        'Simple, but effective load balancer
        Public ReadOnly Property Server()Property Server() As String
            Get
                Dim r As Integer = random.[Next](servers.Count)
                Return servers(r).ToString()
            End Get
        End Property
    End Class
End Namespace

我对单件模式的理解：
1.封装全局变量
2.保证线程安全

参考资料：
《C#面向对象设计模式纵横谈系列课程（2）》  李建中老师
《.Net设计模式（2）：单件模式(Singleton Pattern）》 Terrylee老师