设计模式（七）：单例模式

一、定义

单例就是一个实例。从始至终我们只需要维护这么一个实例，来节约资源。

二、实例

我们用构造函数创建实例，现在我们要维护此类只维护一个实例，那么我们需要将生产实例的能力也就是构造函数加以限制。

并通过一个统一的函数对外公开我们维护的唯一的实例。

2.1 第一代单例模式：利用懒加载，在确实要使用实例的时候才会创建单例

public class Single_1
    {
        private static Single_1 single = null;
        private Single_1()
        {
        }
        public static Single_1 GetInstance()
        {
            if (single == null)
            {
                single = new Single_1();
                Console.WriteLine("创建实例");
            }
            return single;
        }
    }

保证创建一个实例，但是只是在单线程的环境下，如果多线程会怎么样？试试！！

客户端并发100线程：

//------------------------单例模式-----------------------
            System.Threading.Tasks.Parallel.For(0, 100, t => { Singleton.Single_1.GetInstance(); });
            Console.ReadKey(); 

运行结果：运行结果由系统随即切片，可能结果不同。但是确实存在创建了多个实例。

2.2 针对多线程之间的同步问题：加锁

public class Single_2
    {
        private static Single_2 single = null;
        private static object lockkey = new object();
        private Single_2()
        {
        }
        public static Single_2 GetInstance()
        {
            lock (lockkey)
            {
                if (single == null)
                {

                    single = new Single_2();
                    Console.WriteLine("创建实例");
                }
                return single;
            }
        }
    }

效率高点的双检锁：

 public static Single_2 GetInstance()
        {
            if (single == null)
            {
                lock (lockkey)
                {
                    if (single == null)
                    {
                        single = new Single_2();
                        Console.WriteLine("创建实例");
                    }                   
                }
            }
            return single;
        }

2.3 静态构造函数构造单例：我们知道静态构造函数是线程安全的

public class Single_3
    {
        private static Single_3 single = null;
        private Single_3()
        {
        }
        static Single_3()
        {
            single = new Single_3();
            Console.WriteLine("静态实例");
        }

        public static Single_3 GetInstance()
        {
            return single;
        }
    }

三、总结

合理使用单例模式可以提高性能节约内存。当然，现实项目中有很多的例子，至少项目中可以很常见单例子模式。