设计模式-单例模式

单例模式是一个很常见的设计模式，广泛应用于各类应用程序的设计中，今天好好的总结一下关于单例模式的内容。先看一下单例模式的类图：



所谓单例模式，其实就是在为了解决类实例过多而产生负面的影响这个问题，所以单例模式就是要保证在内存中最多只有一个类的实例，并提供一个访问它的全局访问点，下面看一个例子，关于WPF中的单例模式；

需求是：主窗体上有一个工具箱的按钮，点击这个按钮就会出现一个新的工具箱的窗体，要求最多只能出现一个工具箱的窗体，怎么办?

private void Form1_Load(object sender,EventArgs){
this.IsMdiContainer = true;
}
private void ToolStripMenuItemToolBox_Click(object sender,EventArgs e){
FormToolbox ftb = new FormToolbox();
ftb.MdiParent = this;
ftb.show();
}

上述代码中每点击按钮一次就会出现一个工具箱的窗体，这显然是不符合要求的，所以必须得对这段代码进行改进！

private FormToolbox ftb;
private void Form1_Load(object sender,EventArgs){
this.IsMdiContainer = true;
}
private void ToolStripMenuItemToolBox_Click(object sender,EventArgs e){
//先判断对象是否为空，如果为空才进行实例化，而且重要的一点是窗体关闭之后实例并不会变成null，而是会变成Disposed
if(ftb == NULL || ftb.IsDisposed){
FormToolbox ftb = new FormToolbox();
ftb.MdiParent = this;
ftb.show();
}
}

但是这样有两点坏处，第一：对象是否实例化是在主窗体中进行判断的，这样显然是不符合逻辑的，合乎情理的做法应该是主窗体中只是通知启动工具箱，至于工具箱窗体是否实例化，这要工具箱自己来判断，其他窗体的责任就只是使用它而已。第二：如果其他的窗体也要调用这个工具箱，那么就得复制一份代码过去，如果要修改代码，那么有太多的地方需要修改，不符合软件的设计原则， 因为复制的代码是最容易导致bug的，所以我们还是要进行改进。

public partial class FormToolbox:Form{
private static FormToolbox ftb = null;//静态实例变量
//将构造方法私有化，这样在类的外部就不能实例化这个类的对象，就不会产生多余的实例
private FormToolbox(){
InitializeComponent();
}
//在类的内部进行实例化，并且对外提供静态方法来访问类的实例，这样可以保证唯一实例
public static FormToolbox GetInstance(){
if(ftb == null || ftb.IsDisposed){
ftb = new FormToolbox();
ftb.MdiParentForm1.ActiveForm;
}
return ftb;
}
}

如果是在多线程环境下使用单例模式，那么要注意的一点是一定要给if判断的外面加上锁，防止出现多个线程同时通过了if判断，然后创建了多个类的实例。

public static FormToolbox GetInstance(){
Lock(object){
if(ftb == null || ftb.IsDisposed){
ftb = new FormToolbox();
ftb.MdiParentForm1.ActiveForm;
}
return ftb;
}
}

上面这段代码看起来性能并不是很好，因为不管对象是不是为空，都需要lock，这种做法会影响性能，所以需要改良：双重锁定！

public static FormToolbox GetInstance(){
if(ftb == null){
Lock(object){
if(ftb == null || ftb.IsDisposed){
ftb = new FormToolbox();
ftb.MdiParentForm1.ActiveForm;
}
return ftb;
}
}
}

上面这种单例模式的处理方式是要在第一次被引用时，才会将自己实例化，这种单例模式的实现方式成为懒汉式！

还有一种实现方式是饿汉式，也就是静态初始化，在静态类的实例变量声明的时候就让其初始化，那么这种方式就会在自己别加载的时候就将自己实例化！一般来说，饿汉式的单例类已经足够满足我们的需求！