單例模式：Singleton自LoveCherry)

意圖

  保證一個類只有一個執行個體，並提供訪問它的全域訪問點。

情境

  我們現在要做一個網路遊戲的服務端程式，需要考慮怎麼樣才能承載大量的使用者。在做WEB程式的時候有各種負載平衡的方案，不管是通過硬體實現還是軟體實現，基本的思想就是有一個統一的入口，然後由它來分配使用者到各個伺服器上去。

  需要考慮的問題是，即使在多線程的並髮狀態下，使用者只能通過一個唯一的入口來分配，由此引入了Singleton模式來實現這個唯一的入口。

範例程式碼

   
using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Threading;

namespace SingletonExample

{

  class Program

  {

  static void Main(string[] args)

  {

  ParameterizedThreadStart ts = new ParameterizedThreadStart(EnterPlayer);

  for (int i = 0; i < 20; i++)

  {  

  Thread t = new Thread(ts);

  t.Start("player" + i);

  }

  LoadBalanceServer.GetLoadBalanceServer().ShowServerInfo();

   

  }

  static void EnterPlayer(object playerName)

  {

  LoadBalanceServer lbs = LoadBalanceServer.GetLoadBalanceServer();

  lbs.GetLobbyServer().EnterPlayer(playerName.ToString());

  }

  }

  class LoadBalanceServer

  {

  private const int SERVER_COUNT = 3;

  private List<LobbyServer> serverList = new List<LobbyServer>();

  private static volatile LoadBalanceServer lbs;

  private static object syncLock = new object();

  private LoadBalanceServer()

  {

  for (int i = 0; i < SERVER_COUNT; i++)

  {

  serverList.Add(new LobbyServer("LobbyServer" + i));

  }

  }

  public static LoadBalanceServer GetLoadBalanceServer()

  {

  if (lbs == null)

  {

  lock (syncLock)

  {

  if (lbs == null)

  {

  Thread.Sleep(100);

  lbs = new LoadBalanceServer();

  }

  }

  }

  return lbs;

  }

  public LobbyServer GetLobbyServer()

  {

  LobbyServer ls = serverList[0];

  for (int i = 1; i < SERVER_COUNT; i++)

  {

  if (serverList[i].PlayerList.Count < ls.PlayerList.Count)

  ls = serverList[i];

  }

  return ls;

  }

  public void ShowServerInfo()

  {

  foreach (LobbyServer ls in serverList)

  {

  Console.WriteLine("=================" + ls.ServerName + "=================");

  foreach (string player in ls.PlayerList)

  {

  Console.WriteLine(player);

  }

  }

  }

  }

  class LobbyServer

  {

  private List<string> playerList = new List<string>();

  public List<string> PlayerList

  {

  get { return playerList; }

  }

  private string serverName;

  public string ServerName

  {

  get { return serverName; }

  }

  public LobbyServer(string serverName)

  {

  this.serverName = serverName;

  }

  public void EnterPlayer(string playerName)

  {

  playerList.Add(playerName);

  }

  }

}

 

代碼執行結果如：

 

代碼說明

l LoadBalanceServer類實現了Singleton模式，也就是說無論在什麼情況下，只會有一個LoadBalanceServer類的執行個體出現。

l LobbyServer類表示大廳服務，使用者進入大廳後和大廳服務進行服務，在這裡我們僅僅在大廳服務裡面儲存了使用者列表。

l Singleton模式有很多實現方式，在這裡使用的是雙重鎖定方式。對於C#來說，可能使用靜態初始化方式是最簡潔的，這裡就不示範了。

l LoadBalanceServer類的GetLobbyServer()方法負責返回一個壓力最小的LobbyServer對象。

l 執行個體化LoadBalanceServer的時候Sleep了線程，目的是類比高並發的情況，在正式代碼中沒有必要這樣做。

何時採用

l 從代碼角度來說，當你希望類只有一個執行個體的時候。

l 從應用角度來說，你希望有一個總管來負責某一件事情。並且這件事情的分配只能有一個人進行，如果有多個人進行肯定會弄亂。比如建立處理流水號如果有兩個地方在建立的話是不是就會重複了呢？

實現要點

l 一個Singleton類，它能確保自身的執行個體是唯一的。

注意事項

l 不要濫用Singleton模式，只有非一個執行個體不可的情況下才考慮引入Singleton。否則，程式的可擴充性可能會受到限制。