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设计模式-单利模式

一、单例模式
确保一个类仅有一个实例，并提供一个全局访问点，避免一个全局使用的类频繁的创建和销毁。

二、何时使用
一个公司只有一个老板
一个学校只有一个校长
操作系统只有一个任务管理器

三、如何实现
下面使用C#代码展示

    public class Singleton{// 单例实例，声明为 instance，避免外部调用private static Singleton instance = null;// 将构造函数声名为 private 避免外部调用private Singleton(){}// 提供一个外部访问函数public Singleton GetInstance(){if (null == instance){instance = new Singleton();}return instance;}}

上面代码在单线程中是没问题的，但是在多线程中会存在线程不安全。
如果两个线程同时访问 GetInstance() 方法且 instance 为 空， 则 if (null == instance) 这个条件在两个线程判断都为 真(true)，此时两个线程都会创建 Singleton 实例，破坏了我们的规则。

改进如下

    public class Singleton{// 单例实例，声明为 instance，避免外部调用private static Singleton instance = null;// 定义一个标示，确认线程安全private static readonly object locker = new object();// 将构造函数声名为 private 避免外部调用private Singleton(){}// 提供一个外部访问函数public Singleton GetInstance(){// 当第一个线程运行到这里时，此时会对 locker "加锁"// 当第二个线程运行到这里时，检测到 locker 对象为 "加锁" 状态，// 第二个线程就会挂起等待第一个线程执行结束// lock 语句运行完之后，会对该对象 "解锁"lock (locker){if (null == instance){instance = new Singleton();}}return instance;}}

改进后的代码是线程安全了，在多线程调用过程中也不会出现多次创建的问题了，但是却产生了新的问题，当多个线程访问 GetInstance() 函数，运行到 lock (locker) 的时候，每个线程都会在这里 “加锁”,其他线程需要在此挂起等待，如果此时 instance 已经创建过了，不为空，其他线程在此挂起等待，浪费了多线程的效率，还需要再次修改

改进如下

    public class Singleton{// 单例实例，声明为 instance，避免外部调用private static Singleton instance = null;// 定义一个标示，确认线程安全private static readonly object locker = new object();// 将构造函数声名为 private 避免外部调用private Singleton(){}// 提供一个外部访问函数public Singleton GetInstance(){// 每个线程运行到这里先判断是否为空，如果不为空// 则直接跳过此模块if (null == instance){// 当第一个线程运行到这里时，此时会对 locker "加锁"// 当第二个线程运行到这里时，检测到 locker 对象为 "加锁" 状态，// 第二个线程就会挂起等待第一个线程执行结束// lock 语句运行完之后，会对该对象 "解锁"lock (locker){if (null == instance){instance = new Singleton();}}}return instance;}}

优点：
内存中只有一个实例，减少了内存开销(一个对象频繁的创建、销毁 降低性能)
全局都可以轻松访问

缺点：
没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化