這是我寫模式設(shè)計的第二篇，首先來說說設(shè)計模式的分類。
基本的23種設(shè)計模式從目的上可分為三種：
1、 創(chuàng)建型（Creational）模式：負(fù)責(zé)對象創(chuàng)建。
2、 結(jié)構(gòu)型（Structural）模式：處理類與對象間的組合，可以解決一些繼承依賴性的問題
3、 行為型（Behavioral）模式：類與對象交互中的職責(zé)分配，可以解決組件間如何和交互，隔離變化。
下面來說說單件模式：
首先說說單件模式產(chǎn)生的動機，也就是為什么會出現(xiàn)單件模式。有一些類在系統(tǒng)中只存在一個實例才能確保他們的邏輯正確性以及良好的效率。這時我想到我遇到的一個問題。我曾經(jīng)遇到一個WinForm程序，運行后出現(xiàn)一個登陸框，輸入用戶名密碼后點擊登陸，然后顯示一個登陸后的界面。但是點擊登陸后，程序要做一些操作，由于這段操作用時相對較長，在不經(jīng)意時，我有點擊了一次登陸按鈕，最后出現(xiàn)了兩個對話框。如：我現(xiàn)在有兩個Form窗體Form1和Form2。Form1上有一個按鈕用來打開Form2并隱藏自己。我們可以這樣寫：
private void button1_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
Form2 form = new Form2();
form.Show();
this.Hide();
}
如果我們在顯示Form2前由一些比較耗時的操作。如：我們讓線程的沉睡10秒在顯示Form2，當(dāng)我們在線程沉睡時繼續(xù)點擊Form1上的Button，有可能就會出現(xiàn)兩個Form2的窗體。（我試過可以出現(xiàn)兩個Form2，如果你有心試但沒事出來別拿西紅柿砍我，哈哈）
private void button1_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
Thread.Sleep(10000);
Form2 form = new Form2();
form.Show();
this.Hide();
}
這種情況出現(xiàn)不能怪客戶多點了一下，也不能說是編譯器不夠智能，應(yīng)該是我們程序上的Bug，我想這種情況用單件模式應(yīng)該可以解決。
單件模式的使用意圖就是：保證一個類僅有一個實例，并提供一個該實例全局的訪問點（這句話當(dāng)然不是我先說的，是引用Gof在《設(shè)計模式》中的一句話）
那類的設(shè)計者如何繞過常規(guī)的構(gòu)造器來實現(xiàn)單件模式呢？下面就來談?wù)剢渭Ｊ降膶崿F(xiàn)。
單件模式在結(jié)構(gòu)上使用了景泰方法來約束構(gòu)造器（也就是構(gòu)造函數(shù)）創(chuàng)建對象。
在單線程的情況下：私有化構(gòu)造函數(shù)，使類的使用者調(diào)用不到這個構(gòu)造函數(shù)來new一個實例。類型中可以自己new一個實例。類中創(chuàng)建一個靜態(tài)私有變量和Static公有屬性。在公有屬性中實現(xiàn)此類的實例化。這樣在第一次請求時創(chuàng)建此對象。代碼如下：
class Singleton
{
private static Singleton _instance;
private Singleton(){}
public static Singleton f_Instance
{
get
{
if(_instance == null)
{
_instance = new Singleton();
}
return _instance;
}
}
}
我在main函數(shù)中寫入如下程序來查看一下這樣寫是否有效：
static void
{
Singleton t1 = Singleton.f_Instance;
Singleton t2 = Singleton.f_Instance;
Console.Write(object.ReferenceEquals(t1,t2));
Console.Read();
}
控制臺顯示為True，開來還是有效的。當(dāng)然在Main中我也試過這樣寫：Singleton t1 = new Singleton(),編譯時告訴我Singleton()不可訪問（當(dāng)然，人家是私有的，不是自家人當(dāng)然不見）
這種單線程下的單件模式有幾點要注意：
1、 構(gòu)造器私有化（如果要此類被繼承，可以用protected聲明構(gòu)造器）
2、 不要支持IClinieable接口，因為會導(dǎo)致多個對象實例的出現(xiàn)
3、 不能支持序列化
4、 單件模式只考慮了對象創(chuàng)建的管理，沒有考慮對象的銷毀管理（創(chuàng)建自己的對象，銷毀的事交給垃圾回收器吧）
5、 不能應(yīng)對多線程環(huán)境，因為會導(dǎo)致多個對象實例的出現(xiàn)
那在多線程下如何實現(xiàn)呢？代碼如下：
class SingletonMuli//多線程Singleton模式
{
private static volatile SingletonMuli _instance; //volatile是為了讓編譯器對此代碼編譯后的位置不進行調(diào)整
private SingletonMuli(){}
private static object lockHelper = new object(); //輔助器，不參與對象構(gòu)建
public static SingletonMuli f_Instance
{
get
{
if(_instance == null)
{
lock(lockHelper)
{
if(_instance == null) //雙檢查
{
_instance = new SingletonMuli();
}
}
}
return _instance;
}
}
}
當(dāng)然還有一些更簡單的實現(xiàn)方法，如：
class Singleton1//可以用在多線程環(huán)境
{
public static readonly Singleton1 _instance = new Singleton1();
private Singleton1(){}
}
其中要提到的是在_instance私有字段的實例化叫做“內(nèi)聯(lián)初始化”。內(nèi)聯(lián)初始化是指在聲明時。
實際上面的代碼上相當(dāng)于如下代碼：
Public static readonly Singleton1 _instance;
Static Singleton() //靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)
{
_instance = new Singleton(); //私有構(gòu)造器
}
Private Singleton(){}
內(nèi)聯(lián)初始化時會先執(zhí)行靜態(tài)構(gòu)造器，如果沒有靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)，系統(tǒng)會默認(rèn)一個。在訪問此靜態(tài)字段時執(zhí)行靜態(tài)構(gòu)造器生成。靜態(tài)構(gòu)造器保證了在多線程時只有一個線程執(zhí)行，自動加鎖。
當(dāng)然，第二種實現(xiàn)方式也有一些缺點，如：靜態(tài)構(gòu)造器必須是私有的、無參的。不過也可以用其他的方式解決這類問題。如可以用方法屬性實現(xiàn)擴展或修改私有構(gòu)造器。
現(xiàn)在我們可以回來看看我開始說的那兩個Form的問題，我們現(xiàn)在可以這樣實現(xiàn)：
private static Form2 form;
private void button1_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
Thread.Sleep(10000);
object lockhelp = new object();
if(form == null)
{
lock(lockhelp)
{
if(form == null)
{
form = new Form2();
form.Show();
}
}
}
this.Hide();
}
這樣問題就解決了（我是沒有點出來第二個Form2，如果那位點出來了，給我發(fā)Email，我請她/他在天津的烤鴨）
單件模式實際上是利用控制對象創(chuàng)造過程來控制對象的創(chuàng)造個數(shù)的方法，我們可以對其進行擴展，不是讓他只生成一個對象，可以讓他只生成幾個對象，這樣可以實現(xiàn)對象池。
單件模式的核心是：如何控制用戶使用new對一個類的實例構(gòu)造器的任意調(diào)用。
