Net设计模式实例之单例模式( Singleton Pattern)

一、单例模式简介（Brief Introduction）

单例模式（Singleton Pattern）,保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。单例模式因为Singleton封装它的唯一实例，它就可以严格地控制客户怎样访问它以及何时访问它。

二、解决的问题（What To Solve）

当一个类只允许创建一个实例时，可以考虑使用单例模式。      

三、单例模式分析（Analysis）

1、单例模式结构

 

Singleton类，定义一个私有变量instance;私有构造方法Singleton()和方法GetInstance();

私有变量instance:

private static Singleton instance;

私有构造方法Singleton(),外界不能使用new关键字来创建此类的实例了。

private Singleton()

{

}

方法GetInstance(), 此方法是本类实例的唯一全局访问点。

public static Singleton GetInstance()

{

    //如实例不存在，则New一个新实例，否则返回已有实例

    if (instance == null)

    {

        instance = new Singleton();

    }

    return instance;

}

2、代码

1、单例模式类Singleton

public class Singleton

{

    private static Singleton instance;

 

    /// <summary>

    /// 程序运行时，创建一个静态只读的进程辅助对象

    /// </summary>

    private static readonly object _object = new object();

 

    /// <summary>

    /// 构造方法私有，外键不能通过New类实例化此类

    /// </summary>

    private Singleton()

    {

    }

    /// <summary>

    /// 此方法是本类实例的唯一全局访问点

    /// （双重加锁 Double-Check Locking）

    /// </summary>

    /// <returns></returns>

    public static Singleton GetInstance()

    {

        //先判断实例是否存在，不存在再加锁处理

        if (instance == null)

        {

            //在同一时刻加了锁的那部分程序只有一个线程可以进入，

            lock (_object)

            {

                //如实例不存在，则New一个新实例，否则返回已有实例

                if (instance == null)

                {

                    instance = new Singleton();

                }

            }

        }

        return instance;

    }

}

 

2、客户端代码

static void Main(string[] args)

{

    Singleton singleton1 = Singleton.GetInstance();

    Singleton singleton2 = Singleton.GetInstance();

    if (singleton1 ==singleton2)

    {

        Console.WriteLine("实例singleton1与实例singleton2相同！");

    }

    Console.ReadKey();

}

3、实例运行结果

 

四．实例分析（Example）

1、场景

Mail发送机制中，需要对已经发送的消息做Log。同一时间内只允许一个进程对Txt文档进行操作，此时使用单例模式比较合适。结构如下图所示

 

WriteMailLog(string message) 方法：纪录Mail发送日志到文件.

_helper 、_fileLock：程序运行时，创建2个静态只读的进程辅助对象

2、代码

1、类MailLog

public class EmailLog

{

    private static object _helper = new object();

    private static EmailLog _instance;

    private static object _fileLock = new object();

 

    private EmailLog()

    {}

 

    public static EmailLog GetInstance()

    {

        lock (_helper)

        {

            if (_instance == null)

            {

                _instance = new EmailLog();

            }

        }

        return _instance;

    }

 

    /// <summary>

    /// 发送Mail日志

    /// </summary>

    /// <param name="message">信息</param>

    public void WriteEmailLog(string message)

    {

        string filePath = System.AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + "mail.txt";

        StreamWriter sw = null;

        FileStream fs = null;

        lock (_fileLock)

        {

            if (!File.Exists(filePath))

            {

                fs = System.IO.File.Create(filePath);

                sw = new StreamWriter(fs, Encoding.UTF8);

                sw.WriteLine("--------------------------------------------------------------------------");

                sw.WriteLine(message);

                sw.Flush();

                sw.Close();

            }

            else

            {

                fs = new FileStream(filePath, FileMode.Append);

                sw = new StreamWriter(fs, Encoding.UTF8);

                sw.WriteLine("--------------------------------------------------------------------------");

                sw.WriteLine(message);

                sw.Flush();

                sw.Close();

            }

        }

    }

}

 

2、客户端代码

static void Main(string[] args)

{

    EmailLog w1 = EmailLog.GetInstance();

    w1.WriteEmailLog("发送Mail给灵动生活...");

    EmailLog w2 = EmailLog.GetInstance();

    w2.WriteEmailLog("发送Mail给James Hao...");

}

3、实例运行结果

五、总结（Summary）

本文对单例模式（Singleton Pattern）的概念及其设计结构图简单地进行了描述，同样也以一个Mail机制的LOG实例进行了说明。单例模式是比较常用。比较简单的设计模式。