关于单例模式的定义和实现

前言

摘自：《设计模式之禅》 这本书

单例模式的定义：

确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。

一个好理解的例子：

自从秦始皇确立了皇帝这个位置以后，同一时期基本上就只有一个人孤零零地坐在这个位置。这种情况下臣民们也好处理，大家叩拜、谈论的时候只要提及皇帝，每个人都知道指的是谁，而不用在皇帝前面加上特定的称呼，如张皇帝、李皇帝。

这一个过程反应到设计领域就是，要求一个类只能生成一个对象（皇帝），所有对象对它的依赖都是相同的，因为只有一个对象，大家对它的脾气和习性都非常了解，建立健壮稳固的关系，

单例模式的实现

1、单例模式的定义里面已经写清楚了，首先我们要确保一个类只有一个实例

一个类只能产生一个对象，该怎么实现呢？对象产生是通过new关键字完成的（当然也有其他方式，比如对象拷贝、反射等），这个怎么控制呀，但是大家别忘记了构造函数，使用new关键字创建对象时，都会根据输入的参数调用相应的构造函数，如果我们把构造函数设置为private私有访问权限不就可以禁止外部创建对象了吗

具体代码如下：

    public sealed class Singleton
    {
    
    
        // 禁止外部创建对象
        private Singleton()
        {
    
    

        }

    }

此时在其他类里面new Singleton（）就会报错

2、然后需要 可以 自行实例化并向整个系统提供这个实例。

	// 一个简单的单例模式代码
 	public sealed class Singleton
    {
    
    
    	private static readonly Singleton singleton = new Singleton();
        private Singleton()
        {
    
    
        }
		// 提供单例实例化之后的对象
        public static Singleton Instance ()
        {
    
    
       		 return singleton;
        }
    }

单例模式写法进阶：https://www.cnblogs.com/leolion/p/10241822.html
这里用到了lazy，对象的加载是需要消耗时间的,特别是对于大对象来说消耗的时间。
NET 4.0中加入了lazy (延迟对象加载.)，lazy可以实现对象的延迟加载。在第一次使用该对象时再对其进行初始化，如果没有用到则不需要进行初始化。
这样的话，使用延迟初始化就提高程序的效率，从而使程序占用更少的内存。听起来就很适合单例模式

 	public sealed class Singleton
    {
    
    
        private static readonly Lazy<Singleton> lazy =
            new Lazy<Singleton>(() => new Singleton());

        public static Singleton Instance {
    
     get {
    
     return lazy.Value; } }

        // 禁止外部创建对象
        private Singleton()
        {
    
    

        }

        public static void Say()
        {
    
    
            Console.WriteLine("Hello World");
        }
    }

单例模式的优缺点

单例模式的优点：

1. 由于单例模式在内存中只有一个实例，减少了内存开支，特别是一个对象需要频繁地创建、销毁时，而且创建或销毁时性能又无法优化，单例模式的优势就非常明显。所以上述的Lazy延迟加载无疑很适合用于单例模式下类的自行实例化
2. 由于单例模式只生成一个实例，所以减少了系统的性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置、产生其他依赖对象时，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后用永久驻留内存的方式来解决（在Java
   EE中采用单例模式时需要注意JVM垃圾回收机制）。
3. 单例模式可以避免对资源的多重占用，例如一个写文件动作，由于只有一个实例存在内存中，避免对同一个资源文件的同时写操作。
4. 单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化和共享资源访问，例如可以设计一个单例类，负责所有数据表的映射处理。

单例模式的缺点：

1. 单例模式一般没有接口，扩展很困难，若要扩展，除了修改代码基本上没有第二种途径可以实现。单例模式为什么不能增加接口呢？因为接口对单例模式是没有任何意义的，它要求“自行实例化”，并且提供单一实例、接口或抽象类是不可能被实例化的。当然，在特殊情况下，单例模式可以实现接口、被继承等，需要在系统开发中根据环境判断。
2. 单例模式对测试是不利的。在并行开发环境中，如果单例模式没有完成，是不能进行测试的，没有接口也不能使用mock的方式虚拟一个对象。
3. 单例模式与单一职责原则有冲突。一个类应该只实现一个逻辑，而不关心它是否是单例的，是不是要单例取决于环境，单例模式把“要单例”和业务逻辑融合在一个类中

单例模式的使用场景

在一个系统中，要求一个类有且仅有一个对象，如果出现多个对象就会出现“不良反应”，可以采用单例模式，具体的场景如下：

1. 要求生成唯一序列号的环境；
2. 在整个项目中需要一个共享访问点或共享数据，例如一个Web页面上的计数器，可以不用把每次刷新都记录到数据库中，使用单例模式保持计数器的值，并确保是线程安全的；
3. 创建一个对象需要消耗的资源过多，如要访问IO和数据库等资源；
4. 需要定义大量的静态常量和静态方法（如工具类）的环境，可以采用单例模式（当然，也可以直接声明为static的方式）。