前言

設計模式目錄：

本篇目錄：

• 簡單實現

• 執行緒安全

• 後記

　　單例模式（Singleton）可以說是最簡單的模式，對.net來說，因為不需要考慮到垃圾回收機制，實現起來很簡單，但是對於沒有提供記憶體管理的平臺來說，比如C++，因為單例模式只考慮建立物件，所以使用的時候要考慮全面些。

　　其實說到些設計模式，我們有時候用到的真的很少，就像飛機零部件的模具不適用於汽車製造一樣，某些設計模式也只在特定的環境下使用，單例模式的使用場景一般是資源管理器等，像說的最多的就是印表機場景：每臺計算機可以有若干個印表機，但只能有一個Printer Spooler，以避免兩個列印作業同時輸出到印表機中。每臺計算機可以有若干傳真卡，但是隻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。每臺計算機可以有若干通訊埠，系統應當集中管理這些通訊埠，以避免一個通訊埠同時被兩個請求同時呼叫。說白點就是一個男人可以有很多女朋友，但是結婚生子的只能是其中一個。一夫多妻的情況就不是單例模式了，那應該是“多型”了。哈哈。

簡單實現

　　單例模式（Singleton）在.net中的定義是：一個類有且僅有一個例項，並且自行例項化向整個系統提供。

從定義中我們可以看出，單例模式所具有的三個要點：

• 某個類只能有一個例項
• 必須自行建立這個例項
• 必須自行向整個系統提供這個例項

　　根據所說的要點，我們可以在.net中這樣簡單的實現：

 1     public class SingletonTest
 2     {
 3         public static SingletonTest model;
 4         private SingletonTest()
 5         { }
 
 6         public static SingletonTest getSingleton()
 7         {
 8             if (model==null)
 9             {
10                 model = new SingletonTest();
11             }
12             return model;
13         }
14     }

 　　程式碼就這麼簡單，在getSingleton()方法返回例項的時候要先判斷物件是否已經被例項化，如果是就不需要重新建立了。

執行緒安全

　　上面的程式碼看起來沒什麼問題，但是在多執行緒的情況下就會出現問題，我們來開幾個執行緒測試下：

 1     public class SingletonTest
 2     {
 3         public static SingletonTest model;
 4         private SingletonTest()
 5         { }
 6         public static SingletonTest getSingleton()
 7         {
 8             if (model==null)
 9             {
10                 Console.WriteLine(String.Format("我是被執行緒：{0}建立的！", Thread.CurrentThread.Name));
11                 model = new SingletonTest();
12             }
13             return model;
14         }
15     }

 1     class Program
 2     {
 3         static void Main(string[] args)
 4         {
 5             Program p1 = new Program();
 6             p1.Test();
 7             Console.ReadLine();
 8         }
 9 
10         private void Test()
11         {
12             Thread newThread;
13             ThreadStart ts = new ThreadStart(DoWork);
14             for (int counter = 1; counter < 6; counter++)
15             {
16                 newThread = new Thread(ts);
17                 newThread.Name = "蟋蟀" + counter;
18                 newThread.Start();
19             }
20         }
21 
22         protected void DoWork()
23         {
24             //呼叫返回物件方法
25             SingletonTest.getSingleton();
26         }
27     }

　　執行結果：

　　根據上圖的執行結果，會發現SingletonTest物件被例項化了2次，按照單例模式（Singleton）的特性：一個類只能有一個例項，那就不是單例模式了，為什麼會例項化兩次呢？因為我們的計算機執行速度很快，在某一個時間點，執行緒1在執行完if (model==null)這段程式碼，還沒執行model = new SingletonTest()，執行緒2剛好執行判斷物件是否null，就是說執行緒1和執行緒2都會進入下面的if判斷體中例項化物件。

　　關於單例模式的執行緒安全問題，網上一找一大堆，在《漫談設計模式》這本書中，作者也提到了執行緒安全問題，java中是使用的是“Double-Check Locking”方法，還有序列化的問題，這邊先不考慮，其實在.net中解決執行緒安全的問題也很簡單，就是用lock鎖，我們根據上面的程式碼，再來修改下，然後做個測試：

 1     public class SingletonTest
 2     {
 3         private static SingletonTest singleton;
 4         private static readonly object syncObject = new object();
 5         /// <summary>
 6         /// 建構函式必須是私有的
 7         /// 這樣在外部便無法使用 new 來建立該類的例項
 8         /// </summary>
 9         private SingletonTest()
10         { }
11         /// <summary>
12         /// 定義一個全域性訪問點
13         /// 設定為靜態方法
14         /// 則在類的外部便無需例項化就可以呼叫該方法
15         /// </summary>
16         /// <returns></returns>
17         public static SingletonTest getSingleton()
18         {
19             //這裡可以保證只例項化一次
20             //即在第一次呼叫時例項化
21             //以後呼叫便不會再例項化
22             //第一重 singleton == null
23             if (singleton == null)
24             {
25                 lock (syncObject)
26                 {
27                     //第二重 singleton == null
28                     if (singleton == null)
29                     {
30                         Console.WriteLine(String.Format("我是被執行緒：{0}建立的！", Thread.CurrentThread.Name));
31                         singleton = new SingletonTest();
32                     }
33                 }
34             }
35             return singleton;
36         }
37     }

 　　執行結果：

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