文章目录

1.什么是单例模式?
2.什么时候要用单例模式呢?
3.如何实现?
- 3.1 普遍写法
- 3.2 多线程的单例
- - 3.2.1 Lock关键字
  - 3.2.2 初步锁定实现
  - 3.2.3 双重锁定(Double -Check Locking)
- 3.3 静态初始化
4.拓展
- 4.1 实用类和单例类的异同?
- 4.2 单例的好处有哪些?
- 4.3 为什么在unity中不用Lock?
- 4.4 懒汉和饿汉的区别?
- 4.5 我该使用懒汉还是饿汉?

说到单例模式想必大家都不陌生,为了加深自己对单例模式的理解,我又对单例模式进行了复习.(本节部分内容节选自大话设计模式第21章) 原文地址

1.什么是单例模式?

即保证一个类仅有一个实例,并提供有一个访问它的全局访问点.

2.什么时候要用单例模式呢?

通常我们可以让一个全局变量是的一个对象被访问,但它不能防止你实例化多个对象.此时一个最好的办法就是:让类自身负责保存它的唯一实例.这个类可以保证没有其他实例可以被创建,并且他可以提供一个访问该实例的方法.

3.如何实现?

3.1 普遍写法

先上一个较为普遍的写法(没错!他有很多写法,但万变不离其宗)

class Singleton{private static Singleton instace;//构造函数私有化,堵死外界利用new 创建本类实例的可能private Singleton()// 关于new关键字 和 构造函数可自行百度详细了解{ }public static Singleton GetInstace()//获取本类实例的唯一全局访问点{if (instace==null)//如果为null 则new一个实例出来,否则返回自己已有的实例{instace = new Singleton();}return instace;}}

调用方式:

 Singleton.GetInstace();

这里就不做过多解释了.

3.2 多线程的单例

当多线程程序中,多个线程同时访问Singleton类,调用GetInstance()方法,就会有可能创建出多个实例
这时候我们就需要lock关键字了.

3.2.1 Lock关键字

lock是确保当一个线程位于代码的临界区时,另一个线程不进入临界区.如果其他线程试图进入锁定的代码,则它将已知等待(即被阻止),知道该对象被释放.
结合下面代码,你会有一个更直观的感受.

3.2.2 初步锁定实现

class Singleton{private static Singleton instace;private Singleton(){ }private static readonly object syncRoot = new object();//程序运行时创建一个   静态   只读   的 进程辅助对象public static Singleton GetInstace(){lock (syncRoot)//在同一个时刻加入了锁的那部分程序只有一个线程可以进来{if (instace == null){instace = new Singleton();}}return instace;}}

这段代码使得对象实例由最先进入的那个线程创建,以后的线程在进入时不会再去创建对象实例了.由于有了lock,就保证了多线程环境下的同时访问也不会造成多个实例的生成.
但当你仔细观察,你就会发现另一个问题,每次GetInstance()时,都需要lock,是会影响性能的吧.所以就有了双重锁定

3.2.3 双重锁定(Double -Check Locking)

class Singleton{private static Singleton instace;private Singleton(){}private static readonly object syncRoot = new object();public static Singleton GetInstace(){if (instace == null)//先判断实例是否会存在,不存在再加锁处理{lock (syncRoot){if (instace == null){instace = new Singleton();}}}return instace;}}

细心的你可能已经发现了就多了一行代码.
可能你又会有疑问了:为什么在外面判断了instance是否存在,再加锁之后还要判断一次呢?
我们来一步一步分析

当第一个inatance不为空的时候,皆大欢喜 ,直接return

当第一个inatance为空的时候,同时又有两个进程来调用GetInstance()的时候,Lock开始真正起作用,先进来的进程,会new一次对象,当第一个进程结束,出去后,第二个进程继续进入,如果此时没有第二个"instance==null"的判断,第二个进程还是依然会继续new一次.并没有达到单例的目的了呀.

你品,你细品,是不是这个理?

3.3 静态初始化

C#与公共语言库也提供了一种静态初始化方法,这种方法不需要开发人员显式的编写线程安全代码,就可也解决多线程环境下它是不安全的问题.

 //sealed 关键字修饰类,叫做密封类   这里防止发生派生类,因为派生类可能会发生实例public sealed class Singleton{//在第一次引用类的任何成员时创建实例,公共语言运行库负责处理变量初始化private static readonly Singleton instance = new Singleton();private Singleton(){}public static Singleton GetInstace(){return instace;}}

4.拓展

4.1 实用类和单例类的异同?

当写到这里的时候是不是有些小伙伴就会有这样的疑问了?(不!我没有!!你不要强行安排我!!!)
这怎么和实用类的静态方法类似?比如你看看.Net的Math类,是不是很像???

同:实用类通常也会采取私有化构造函数来防止起有实例
异:
1.实用类不保存状态,仅会提供一些静态方法和变量给你使用,但是单例类是会有状态的.
2.实用类不能用于继承多态,而虽然单例类虽然唯一,但却可以有子类来继承.
3.实用类只不过是一些方法属性的集合,而单例却是有唯一的对象实例.

4.2 单例的好处有哪些?

1.保证唯一的实例化
2.单例模式因为Singleton类封装他的唯一实例,这样它可以严格控制客户怎样访问和何时访问.简单来说就是对唯一实例的受控访问.

4.3 为什么在unity中不用Lock?

由于unity是主要是单线程的,所以通常对多线程并不关注.但并非是不用Lock,是用的比较少.
关于unity的多线程可以参考这篇文章,如果对unity多线程感兴趣的话可以抽时间详细去了解一下.

4.4 懒汉和饿汉的区别?

**懒汉:**在第一次引用就将自己实例化,被称为懒汉式单例.例如普遍写法那个模块的实现方式就是.
**饿汉:**当自己被加载时就将自己实例化,被称为饿汉式单例.例如静态初始化那个模块的实现方式就是.
差异:

饿汉式:是一种静态初始化的方式,他是类一加载就实例化对象,所以要提前占用系统资源.
懒汉式:会面临着多线程访问的安全性问题,需要做双重锁定这样的处理才能保证安全.

4.5 我该使用懒汉还是饿汉?

这种事情是根据实际需求而改变的.

对于unity开发者,如果不在多线程里使用的话,其实两者都可以,最好还是用懒汉模式,毕竟饿汉模式会提前占用内存

优先考虑线程安全问题的话,那就用饿汉模式好了.

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