设计模式C#描述——单例与多例模式

最近在研究微软给的C#案例IssueVision。人家单是登录窗口就做的无比复杂和正规，其中就遇到了这么几行代码：

public class UserSettings
{
// internal members
private static UserSettings m_instance = null;

public UserSettings()
{
}

// The Instance property exposes the data held by the UserSettings class
public static UserSettings Instance
{
get
{
if (m_instance == null)
{
m_instance = Deserialize();
}
return m_instance;
}
}

之前从来碰到过在类本身中声明一个类类型的代码，于是上网查资料，原来这个叫单例模式。

作为对象的创建模式，单例模式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。这个类称为单例类。
单例模式有以下特点：
单例类只能有一个实例。
单例类必须自己创建自己的唯一实例。
单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

显然单例模式的要点有三个；一是某各类只能有一个实例；二是它必须自行创建这个事例；三是它必须自行向整个系统提供这个实例。在下面的对象图中，有一个"单例对象"，而"客户甲"、"客户乙" 和"客户丙"是单例对象的三个客户对象。可以看到，所有的客户对象共享一个单例对象。而且从单例对象到自身的连接线可以看出，单例对象持有对自己的引用。
一些资源管理器常常设计成单例模式。
在计算机系统中，需要管理的资源包括软件外部资源，譬如每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler， 以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干传真卡，但是只应该有一个软件负责管理传真卡，以避免出现两份传真作业同时传到传真卡中的情况。每台计算机可以有若干通信端口，系统应当集中管理这些通信端口，以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。
需要管理的资源包括软件内部资源，譬如，大多数的软件都有一个（甚至多个）属性（properties）文件存放系统配置。这样的系统应当由一个对象来管理一个属性文件。
需要管理的软件内部资源也包括譬如负责记录网站来访人数的部件，记录软件系统内部事件、出错信息的部件，或是对系统的表现进行检查的部件等。这些部件都必须集中管理，不可政出多头。
这些资源管理器构件必须只有一个实例，这是其一；它们必须自行初始化，这是其二；允许整个系统访问自己这是其三。因此，它们都满足单例模式的条件，是单例模式的应用。

一个典型的单例类的实现如下所示：其中构造函数声明为private私有表示子类不能被继承。
public class Singleton
{
private static Singleton m_instance = null;
private Singleton()
{

}
public static Singleton getInstance()
{
if(m_instance==null)
{
m_instance=new Singleton();
}
return m_instance;
}
}

所谓多例模式，实际上就是单例模式的自然推广，单例类一般情况下只可以有一个实例，但单例类也可以推广到允许有限个实例，这种模式就是多例模式。作为对象的创建模式，多例模式有以下特点：
多例类可以有多个实例。
多例类必须自己创建、管理自己的实例，并向外界提供自己的实例。
多例类分为有上限多例类与无上限多例类。
一个有上限的多例类已经把实例的上限当作逻辑的一部分，并建造到了多例类的内部。如下：

public class Multiton
{
private static Multiton instance1=null;
private static Multiton instance2=null;
private Multiton()
{

}
public static Multiton getInstance(int whichOne)
{
if(whichOne==1)
{
if(instance1==null)
{
instance1=new Multiton ();
}
return instance1;
}
else
{
if(instance2==null)
{
instance2=new Multiton ();
}

return instance2;
}

}
}

多例类的实例数目不需要有上限，实例数目没有上限的多例模式就叫做无上限多例模式。由于没有上限的多例类对实例的数目是没有限制的，因此，虽然这种多例模式是单例模式的推广，但是这种多例类并不一定能够回到单例类。一般采用聚集管理所有的实例。