.Net 單例模式(Singleton)

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每台電腦可以有若干個印表機，但只能有一個Printer Spooler， 以避免兩個列印工作同時輸出到印表機中。每台電腦可以有若干傳真卡，但是只應該有一個軟體負責管理傳真卡，以避免出現兩份傳真作業同時傳到傳真卡中的情況。每台電腦可以有若干通訊連接埠，系統應當集中管理這些通訊連接埠，以避免一個通訊連接埠同時被兩個請求同時調用。 

問題描述：

        單例模式 Singleton Pattern

問題解決：

（1）單例模式簡介：

Singleton模式要求一個類有且僅有一個執行個體，並且提供了一個全域的訪問點。這就提出了一個問題：如何繞過常規的構造器，提供一種機制來保證一個類只有一個執行個體？客戶程式在調用某一個類時，它是不會考慮這個類是否只能有一個執行個體等問題的，所以，這應該是類設計者的責任，而不是類使用者的責任。

單例模式特點：

    （1.1）一個類有且僅有一個執行個體

    （1.2）類提供一個全域的訪問點

        （2）單例模式的實現：

（2.1）簡單實現：

 

上述實現的優點：

          （1）直到對象要求時，才進行執行個體的初始化，這種實現方法稱為：“惰性執行個體化”，惰性執行個體化，避免了程式啟動時建立不必要的Singleton。

上述實現的缺點：

           （1）這種實現對於多線程環境並不安全，可能執行個體化多個對象，例如可能存在兩個線程進行instance==null的判斷，然後建立兩個單例對象，這就違背了單例模式的設計意圖。

（2.2）安全的線程：

以上的實現保證了單例對象在多線程的情況下只會建立一個，但是padlock增加了額外的開銷

（2.3）雙重鎖定

   這種實現方式對多線程來說是安全的，同時線程不是每次都加鎖，只有判斷對象執行個體沒有被建立時它才加鎖，有了我們上面第一部分的裡面的分析，我們知道，加鎖後還得再進行對象是否已被建立的判斷。它解決了線程並發問題，同時避免在擷取 Instance 的調用中都出現獨佔鎖定。它還允許您將執行個體化延遲到第一次訪問對象時發生。實際上，應用程式很少需要這種類型的實現。大多數情況下我們會用靜態初始化。這種方式仍然有很多缺點：無法實現延遲初始化。

（2.4）靜態初始化

此實現中，將在第一次引用類的任何成員建立執行個體，該類標記為 sealed 以阻止發生派生，而派生可能會增加執行個體。此外，變數標記為 readonly，這意味著只能在靜態初始化期間（此處顯示的樣本）或在類建構函式中分配變數。它仍然可以用來解決 Singleton 模式試圖解決的兩個基本問題：全域訪問和執行個體化控制。公用靜態屬性為訪問執行個體提供了一個全域訪問點。此外，由於建構函式是私人的，因此不能在類本身以外執行個體化 Singleton 類；因此，變數引用的是可以在系統中存在的唯一的執行個體。

由於 Singleton 執行個體被私人靜態成員變數引用，因此在類首次被對 Instance 屬性的調用所引用之前，不會發生執行個體化。這種方法唯一的潛在缺點是，您對執行個體化機制的控制權較少。在 Design Patterns 形式中，您能夠在執行個體化之前使用非預設的建構函式或執行其他任務。由於在此解決方案中由 .NET Framework 負責執行初始化，因此您沒有這些選項。在大多數情況下，靜態初始化是在 .NET 中實現 Singleton 的首選方法。

 

.Net 單例模式(Singleton)