标签：Singleton Lazy 模式 朝花夕拾 实例 线程 单例 设计模式

 

单例模式简介

单例模式是GOF 23个设计模式中最简单的模式了，它提供了一种创建唯一对象的最佳实现，注意此处的简单只是表述和意图很简单，但是实现起来，尤其是实现一个优美的单例模式却没有那么简单。

单例模式归根结底就是要确保一个类只有一个实例，并提供一个全局方式来访问该实例。具体而言，这种模式涉及到一个类，并由这个类创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建，并提供唯一一种方式来访问该对象的实例。

在现实生活中，单例的场景有很多，比如一夫一妻制(当然不道德的除外)，比如一个部门只有一个领导等等。

单例模式UML类图

 如上图所示：

1、单例类只能有一个实例。

2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。

3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

4、构造函数是私有的。

范例

Double-Check

我们先看一个非常流行而又简单的实现

   1:  public sealed class Singleton

   2:  {

   3:      private static Singleton instance = null;

   4:      private static readonly object padlock = new object();

   5:   

   6:      private Singleton()

   7:      {

   8:      }

   9:   

  10:      public static Singleton Instance

  11:      {

  12:          get

  13:          {

  14:              if (instance == null)

  15:              {

  16:                  lock (padlock)

  17:                  {

  18:                      if (instance == null)

  19:                      {

  20:                          instance = new Singleton();

  21:                          //Do a heavy task

  22:                      }

  23:                  }

  24:              }

  25:              return instance;

  26:          }

  27:      }

  28:  }

上述解决方案上，使用到了Double-Check方式，Double-Check方式可以说是盛名已久了，线程A与线程B在Null Check时同时通过，但是在Lock时，只能进入一个线程，其他线程都要等着。

这种方式在Java中编写单例模式的时候是失效的，具体原因我没有去深究。知乎上有人说过内存屏障技术（Memory Barrier），不过这段涉及到底层操作，一般很难有人会显示操作。另外一点就是，如果单例过程中操作的是一个数组或者其他对象，那么在实例化后如果需要进行赋值等运算操作的，那么其他线程在进行Null Check的时候就不会再次进入，如果其他线程调用了这个单例对象的某个属性，这极有可能出现难以预测的bug。

Lazy

那么有没有其他方式优雅而又安全的实现单例模式呢，答案是有的，那就是通过Lazy方式，Lazy方式可以拥有更高的性能，因为实例只有在使用的时候才会真正创建对象，这就在很大程度上减少了内存的占用，当然，比较如果是比较简单的单例创建，可以忽略这条不利影响。

Lazy自带Double-Check，是线程安全的，他就像一个盾牌，在创建过程中，不管是创建简单对象还是复杂对象，都不会允许其他线程使用尚未创建完成的对象，更多的Lazy使用，请参考MSDN。

   1:  public sealed class Singleton

   2:  {

   3:      private Lazy<Singleton> lazy;

   4:   

   5:      public Singleton Instance { get { return lazy.Value; } }

   6:   

   7:      public string Name{get;set;}

   8:   

   9:      public Singleton()

  10:      {

  11:          lazy = new Lazy<Singleton>(InitializeSingleton);

  12:      }

  13:   

  14:      private Singleton InitializeSingleton()

  15:      {

  16:          Singleton singleton = new Singleton();

  17:          singleton.Name="Test";

  18:          return singleton;

  19:      }

  20:  }

<style></style>

单例模式优缺点

优点：

全局范围内只有一个实例，避免了内存消耗，以及实例频繁的创建和销毁。

避免了对资源的多重占用，比如独占式场景中。

缺点：

一旦对象指向的外部环境发生了变化，比如在网络调用、MQ等场景中一般可以可以采用单例，但是这里需要提醒的是，如果DNS发生异常，在异常期间将会出现极难修复的情况，除非手动重启并指向新的域服务器

这一点有点违反单一职责原则，通常情况下，一个类应该只关注自身逻辑而不是创建对象

有些地方会说单例模式没有接口，无法继承，但单例模式会为系统创建全局访问点，这个时候继承与不继承其实已经没有太大影响了

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来源： https://www.cnblogs.com/edison0621/p/10658104.html

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