设计模式-（2）单例模式（Singleton Pattern）

单例模式（Singleton Pattern）

定义：Ensure a class has only one instance, and provide a global point of access to it.（确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。）

使用场景：
1)要求生成唯一序列号的环境；
2)在整个项目中需要一个共享访问点或共享数据，例如一个Web页面上的计数器，可以不用把每次刷新都记录到数据库中，使用单例模式保持计数器的值，并确保是线程安全的；
3)创建一个对象需要消耗的资源过多，如要访问IO和数据库等资源；
4)需要定义大量的静态常量和静态方法（如工具类）的环境，可以采用单例模式（当然，也可以直接声明为static的方式）。

通用代码：（是线程安全的）

 public class Singleton
 {
    /// <summary>
    ///  自己主动创建实例
    /// </summary>
    private static readonly Singleton instance = new Singleton();

    /// <summary>
    /// 私有构造函数，限制产生多个对象
    /// </summary>
    private Singleton()
    {
    }

    /// <summary>
    /// 通过该方法获得实例对象
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public static Singleton GetInstance()
    {
        return instance;
    }

    /// <summary>
    /// 类中其他方法，尽量是static
    /// </summary>
    public static void DoSomething()
    {
    }
}

线程不安全实例：

public class Singleton2
{
    private static Singleton2 instance = null;

    /// <summary>
    /// 私有构造函数，限制产生多个对象
    /// </summary>
    private Singleton2()
    {
    }

    /// <summary>
    /// 通过该方法获得实例对象
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public static Singleton2 GetInstance()
    {
        if (instance == null)
        {
            instance = new Singleton2();
        }

        return instance;
    }


    /// <summary>
    /// 类中其他方法，尽量是static
    /// </summary>
    public static void DoSomething()
    {
    }

}

上面的单例模式的实现在单线程下确实是完美的,然而在多线程的情况下会得到多个Singleton实例,因为在两个线程同时运行GetInstance方法时，此时两个线程判断(instance ==null)这个条件时都返回真，此时两个线程就都会创建Singleton的实例，这样就违背了我们单例模式初衷了，既然上面的实现会运行多个线程执行，那我们对于多线程的解决方案自然就是使GetInstance方法在同一时间只运行一个线程运行就好了，也就是我们线程同步的问题了

解决办法：
在 instance 变量前添加 volatile 关键字，再添加一个同步锁对象，保证线程安全。

public class Singleton3
{
    /// <summary>
    ///  volatile 关键字指示一个字段可以由多个同时执行的线程修改。
    ///  声明为 volatile 的字段不受编译器优化（假定由单个线程访问）的限制。
    ///  这样可以确保该字段在任何时间呈现的都是最新的值。
    ///  volatile 修饰符通常用于由多个线程访问但不使用 lock 语句对访问进行序列化的字段。
    /// </summary>
    private volatile static Singleton3 instance = null;
    /// <summary>
    ///  同步锁对象
    /// </summary>
    private static readonly object _lockSyncObject = new object();

    /// <summary>
    /// 私有构造函数，限制产生多个对象
    /// </summary>
    private Singleton3()
    {
    }

    /// <summary>
    /// 通过该方法获得实例对象
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public static Singleton3 GetInstance()
    {
        if (instance == null)
        {
            lock (_lockSyncObject)
            {
                instance = new Singleton3();
            }
        }

        return instance;
    }


    /// <summary>
    /// 类中其他方法，尽量是static
    /// </summary>
    public static void DoSomething()
    {
    }

}

设计模式-（2）单例模式（Singleton Pattern）

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