单例模式的实现

　　记一下学习单例模式的笔记：

　　单例就是要保证该类仅有一个实例。实现完全封闭的单例（外部不能new）其实就要两点要求：

1. 全局访问：需要一个该类型的全局静态变量，每次获取实例时都要判断它是否null，不存在new，存在通过一个方法直接返回该值获取实例来保证对象唯一；
2. 实例化控制：new实例不能外部new、造成实例不唯一，需要一个私有构造器禁用共有构造器。

　　根据new实例的时机，分为饿汉式和懒汉式：

一、 饿汉式单例：静态变量初始化时new

　　特点：加载时new，一开始全局就存在该唯一实例，每次用到只要获取就行，提前占用系统资源但不存在线程安全问题。代码如下：

1     public sealed class Singleton
 2     {
 3         private static readonly Singleton instance = new Singleton();
 4         private Singleton() { }
 5
 6         public static Singleton GetInstance()
 7         {
 8             return instance;
 9         }
10     }

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二、 懒汉式单例：需要该实例的时候再new

　　特点：真正需要用到的时候才实例化，不提前占用资源但多个线程同时用到该实例时，会存在判断静态变量都为null都去new而产生多个实例的情况。有线程安全问题，但可以用双重锁定解决。

　　单线程懒汉单例代码如下：

1     public class Singleton
 2     {
 3         private static Singleton instance = null;
 4         private Singleton() { }
 5
 6         public static Singleton GetInstance()
 7         {
 8             if (instance == null)
 9                 instance = new Singleton();
10             return instance;
11         }
12     }

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　　多线程懒汉单例代码如下：

1     public class Singleton
 2     {
 3         private static Singleton instance = null;
 4         private static readonly object obj = new object();
 5         private Singleton() { }
 6
 7         public static Singleton GetInstance()
 8         {
 9             //双重锁定
10             if (instance == null)//只有为null需要实例化处理时才进行加锁，提高性能避免不必要的等待
11             {
12                 lock (obj)
13                 {
14                     if (instance == null)//避免其他线程等待锁释放期间有线程已经实例化，从而造成多个实例
15                         instance = new Singleton();
16                 }
17             }
18             return instance;
19         }
20     }

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三、 注册式单例

　　介绍一个有意思的单例-泛型注册式，是对单例的扩展，主要了解它的设计思想。

　　其实每个类单例模式实现代码都是差不多的：

1. 相同结构和成员（字段、属性、行为等）：是否可以考虑进行抽象提取一个公共的调用接口？
2. 成员类型或输入输出具体类型不是固定的：是否可以考虑设计一个适用于不同类型的通用处理方式而不都是Object？这个适用不同类型通用解决就要用到泛型。

　　实现代码如下（例子使用饿汉式，当然也可以用懒汉式）：

1     public abstract class Singleton<T> where T:class,new()
 2     {
 3         private static readonly T instance = new T();
 4         protected Singleton() { }
 5
 6         public static T GetSingleton()//获取单例
 7         {
 8             return instance;
 9         }
10     }
11     public class Person : Singleton<Person> { }

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　　可以看到这种单例通过继承的方式，既可以new实例也可以获取单例实例。如果要实现上面的完全封闭（禁用外部new），也可以完全在Person类中写个私有构造器在Singleton<T>类中实例的获取new T()改为反射调用私有构造器的方式实现，总感觉怪怪的。

　　下面是主程序调用该单例方法：

1         static void Main(string[] args)
 2         {
 3             Person p1 = Person.GetSingleton();
 4             Person p2 = Singleton<Person>.GetSingleton();
 5
 6             if (object.ReferenceEquals(p1, p2))
 7             {
 8                 Console.WriteLine("两个对象是同一实例");
 9             }
10             Console.ReadKey();
11         }
12

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　　输出结果：