C#常用设计模式--单例模式
为什么要使用单例模式
在我们的整个游戏生命周期当中，有很多对象从始至终有且只有一个。这个唯一的实例只需要生成一次，并且直到游戏结束才需要销毁。 单例模式一般应用于管理器类，或者是一些需要持久化存在的对象。
Unity3d中单例模式的实现方式
（一）c#当中实现单例模式的方法
因为单例本身的写法不是重点，所以这里就略过，直接上代码。
以下代码来自于MSDN。
public sealed class Singleton
{
private static volatile Singleton instance;
private static object syncRoot = new Object();
public static Singleton Instance
{
get
{
if (instance == null)
{
lock (syncRoot)
{
if (instance == null)
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
}
以上代码是比较完整版本的c#单例。在unity当中，如果不需要使用到monobeheviour的话，可以使用这种方式来构建单例。
（二）如果是MonoBeheviour呢？
MonoBeheviour和一般的类有几个重要区别，体现在单例模式上有两点。 第一，MonoBehaviour不能使用构造函数进行实例化，只能挂载在GameObject上。 第二，当切换场景时，当前场景中的GameObject都会被销毁（LoadLevel带有additional参数时除外），这种情况下，我们的单例对象也会被销毁。 为了使之不被销毁，我们需要进行DontDestroyOnLoad的处理。同时，为了保持场景当中只有一个实例，我们要对当前场景中的单例进行判断，如果存在其他的实例，则应该将其全部删除。
因此，构建单例的方式会变成这样。
public sealed class SingletonMoBehaviour: MonoBehaviour
{
private static volatile SingletonBehaviour instance;
private static object syncRoot = new Object();
public static SingletonBehaviour Instance
{
get
{
if (instance == null)
{
lock (syncRoot)
{
if (instance == null) {
SingletonBehaviour[] instances = FindObjectsOfType<SingletonBehaviour>();
if (instances != null){
for (var i = 0; i < instances.Length; i++) {
Destroy(instances[i].gameObject);
}
}
GameObject go = new GameObject("_SingletonBehaviour");
instance = go.AddComponent<SingletonBehaviour>();
DontDestroyOnLoad(go);
}
}
}
return instance;
}
}
}
这种方式并非完美。其缺陷至少有： * 如果有许多的单例类，会需要复制粘贴这些代码 * 有些时候我们也许会希望使用当前存在的所有实例，而不是删除全部新建一个实例。（这个未必是缺陷，只是设计的不同） 在本文后面将会附上这种单例模式的代码以及测试。
（三）使用模板类实现单例
为了避免重复代码，我们可以使用模板类的方式来生成单例。非MonoBehaviour的实现方式这里就不赘述，只说monoBehaviour的。 代码
public sealed class SingletonTemplate<T> : MonoBehaviour where T : MonoBehaviour
{
private static volatile T instance;
private static object syncRoot = new Object();
public static T Instance
{
get
{
if (instance == null)
{
lock (syncRoot)
{
if (instance == null)
{
T[] instances = FindObjectsOfType<T>();
if (instances != null)
{
for (var i = 0; i < instances.Length; i++)
{
Destroy(instances[i].gameObject);
}
}
GameObject go = new GameObject();
go.name = typeof(T).Name;
instance = go.AddComponent<T>();
DontDestroyOnLoad(go);
}
}
}
return instance;
}
}
}
以上代码解决了每个单例类都需要重复写同样代码的问题，基本上算一个比较好的解决方案。
单例当中的一些坑
- 最大的坑是单例的monobehaviour，其生命周期并非我们程序员可以控制的。MonoBehaviour本身的Destroy，将会决定单例类的实例在何时销毁。因此，一定不要在OnDestroy函数中调用单例对象，这可能导致该对象在游戏结束后依然存在（原本的单例类已经销毁了，你又创建了一个新的，当然就不会再销毁一次了）。举例来说，以下的代码是需要注意的的。
void Start(){
Singleton.Instance.OnSomeTime += DoSth;
}
void OnDestroy(){
Singleton.Instance.OnSomeTime -= DoSth;
}
- 此外，建议不要在场景或者预置当中放置拥有单例类组件的Gameobject。很多网上的项目有这样的写法。但我的观点是这种写法不够灵活。如果使用这种方法，注意在获取instance时，将找到的第一个对象赋给instance
public static T Instance
{
get
{
if (instance == null)
{
T[] instances = FindObjectsOfType<T>();
if (instances != null)
{
instance = instances[0];
for (var i = 1; i < instances.Length; i++)
{
Destroy(instances[i].gameObject);
}
}
}
return instance;
}
}
单例与静态的区别
我们都知道，静态的成员或者方法，在整个Runtime当中也只有一份。所以一直存在着静态与单例模式之争。 事实上这两种方式都有其适用范围，不能片面的说某种好或某种不好。具体的争论实在是太多了，资料也多，这里也不深入讲，仅仅简单的说明一下两者使用上的区别。 * 单例的方法可以继承，静态的不可以。 * 单例存在着创建实例的过程，生命周期并不是整个运行时，静态方法在编译时就存在，整个过程中是一直有效的。 虽然两者的区别其实非常多，但在这里只说一个最核心的问题，如何进行选择？
其实很简单，从面向对象的角度来说—— * 如果方法中需要用到实例本身的状态，也就是说需要用到实例的成员时，这个方法一定是实例方法，请使用单例调用。 * 如果方法中完全不涉及到实例，而是类共享的一些状态的话，或者甚至不需要任何状态，这个方法一定是静态方法。 从应用的角度来说，我觉得以上就足够了，至于说内存占用的不同啊，GC以及效率上的区别啊这些我觉得更多是理论，不够贴近实际使用。
单例虽好，请勿滥用
滥用设计模式是很多人都会遇到的问题，尤其是对新手来说。设计模式应该只在合适的场景当中使用，而不是随处都使用单例。 事实上，单例的滥用会造成以下一些问题： * 代码的耦合性可能会增加。如一个模块当中调用MusicController.instance.Play，可能导致这个模块无法独立复用。 * 单个类的职责可能会过大，违背单一职责原则。 * 某些情况下会造成一些性能问题。因为单例的对象永远不销毁，过多的单例会造成性能问题。 可以使用一些别的方法来代替单例模式，这里暂时不再扩展。
单例的单例
在某些情况下我会使用这种方法来构建唯一实例。 即在总单例类中声明了初始化其他的子单例类，方便了单例的统一获取和初始化。
获取某个子单例的实例，可以用GameRoot.Instance.dbManager或DBManager.Instance。
作为更高一级的控制器的单例成员或者类变量，同样可以使该实例在整个游戏中仅存在一份。 其优势在于扩展性更好，因为我们可以随时添加单例的Controller类，等等。这里就不再扩展了。
using UnityEngine;
public class GameRoot : MonoBehaviour {
//数据读取管理类
[HideInInspector]
public DBManager dbManager;
//页面管理器
[HideInInspector]
public PageManager pageManager;
private static object _lock = new object();
private static GameRoot _instance;
public static GameRoot Instance
{
get
{
lock (_lock)
{
if (_instance == null)
{
GameObject go = new GameObject("GameRoot");
_instance = go.AddComponent<GameRoot>();
}
}
return _instance;
}
}
private void Awake()
{
if (_instance == null)
{
_instance = this;
_instance.Initialize();
}
else
{
Destroy(this);
_instance = null;
}
DontDestroyOnLoad(this);
}
void Initialize()
{
dbManager = gameObject.AddComponent<SqlManager>();
dbManager.Init();
pageManager = gameObject.AddComponent<PageManager>();
pageManager.Init();
}
}
DBManager单例类：
public class DBManager : MonoBehaviour {
private static DBManager _instance = null;
public static DBManager Instance
{
get
{
if (_instance == null)
{
_instance = GameRoot.Instance.dbManager;
}
return _instance;
}
}
}