单例模式

1.定义

　　单例模式保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问他的全局访问点。

　　通常我们可以建立一个全局变量使得一个对象被多个类所访问，但是这样还是无法防止你多次实例化这个对象；这时候一个最好的方法就是：让类自身来负责保证他的唯一实例。这个类保证没有其他实例可以被创建，并且它可以提供一个访问自身实例的方法。

2.理解

　　单例模式因为由类自己封装了它的唯一实例，这样就可以严格的控制客户怎样访问它及何时访问它；简单的说就是实现对唯一实例的受控访问。

　　同时也要区别单例模式下的类和普通实用类的区别：实用类不保存状态，只提供一些静态的属性和方法让你使用，而单例类是有状态的；实用类不能用于继承多态，而单例类却可以由子类来继承；实用类只不过是一些方法、属性的集合，而单例类是有着唯一的对象实例。在具体使用时，需要根据需求来确定到底使用哪一种方式。

3.多线程下的单例模式

　　在多线程下，为了保证仍然实现单例模式，需要给进程加一把锁来处理，即使用lock语句。

　　lock的含义：lock是确保当一个线程位于代码的临界区域时，另一个线程不能进入临界区域。如果其他线程试图进入锁定的代码，则它将一直等待（即被阻止的意思），直到该对象区域被释放。具体代码如下：

class Singleton
    {
        private static Singleton instance;
        //在程序运行时就创建一个静态只读的进程辅助对象[由于加锁时，程序是不知道instance有没有被创建过实例，
        //从而无法加锁，所以需要创建一个辅助对象]
        private static readonly object syncRoot = new object();
        private Singleton()
        {

        }
        /*下面这种方式，由于没有判断，会导致每一次调用此方法时都需要lock，因此会影响性能*/
        public static Singleton GetInstance1()
        {
            lock (syncRoot)
            {
                if (instance == null)
                    instance = new Singleton();
            }
            return instance;
        }

        /*所以需要“双重锁定”来改善*/
        public static Singleton GetInstance2()
        {
            //第一个判断：实例是否存在，如果不存在则加锁处理
            if (instance == null)
            {
                lock (syncRoot)
                {
                    //第二次判断：这里是为了实现单利模式(如果没有这个判断，那么多线程下就不能保证单例了)
                    if (instance == null)
                        instance = new Singleton();
                }
            }
            return instance;
        }
    }

4.扩展

　　在实际应用中，C#与公共语言运行库也提供了一种单例模式的实现“静态初始化”，这种方式不需要开发人员显式的编写线程安全代码，即可解决多线程环境下单例模式的安全问题。如下面代码所示：

/*阻止派生发生，因为派生可能会产生多个实例*/
    public sealed class Singleton
    {
        /*在加载类时就将自己实例化，由公共语言运行库负责执行；但是因为instance被标记为了只读，所以只能在静态初始化期间或者
在类的构造函数中分配变量
*/
        private static readonly Singleton instance = new Singleton();
        private Singleton()
        { }
        public static Singleton GetInstance()
        {
            return instance;
        }
    }

由这种方式又引出两种单例模式：

　　饿汉式单例：由于这种方式下（静态初始化的方式），实在类自己被加载时就将自己实例化，所以被形象的成为饿汉式单例。

　　懒汉式单例：在类被第一次引用时才会将自己实例化。

　　区别：饿汉式单例由于在类加载时就已经实例化，因此会提前占用系统资源；而懒汉式又需要开发人员自己处理多线程环境下的安全问题，需要做双重锁定才可以保证安全。正常情况下，饿汉式单例已经可以满足我们的需求。

5、我的浅薄理解

　　我的使用环境是：在一个窗体程序中，需要一个单独的类来记录一些环境状态（数据库连接、中间结果等），这就需要保证这个记录环境的类只能被实例化一次，然后其他类在使用时才可以访问已经保存的变量，所以用到了单例模式。通过一次使用下来我觉得，懒汉式的单例模式更加容易理解，还有就是因为我的程序是单线程的环境，并且要在不同的地方给环境变量赋值，所以觉得饿汉式单例的话变量没法赋值了，因此使用的是懒汉式单例模式（斯以为这种方式看起来也更加顺眼）。所以我的不成熟意见还是认为懒汉式单例更加易用一些。