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前言
什么是單例模式？
單例模式，屬于創(chuàng)建類型的一種常用的軟件設(shè)計(jì)模式。通過單例模式的方法創(chuàng)建的類在當(dāng)前進(jìn)程中只有一個實(shí)例（根據(jù)需要，也有可能一個線程中屬于單例，如：僅線程上下文內(nèi)使用同一個實(shí)例）
上面是百度百科給出的解釋。
大家都知道，面向?qū)ο蟮乃枷刖褪俏覀兛梢园岩粋�類實(shí)例很多次，每次實(shí)例出來的都是一個對象，意味著你可以創(chuàng)建很多個基于這個類的對象。
單例模式，說白了，就是這些對象本質(zhì)都是同一個，整個程序中，不管在哪里用，使用的都是同一個實(shí)例對象。
如果我們創(chuàng)建了一個China類，我們可以一直new嗎？不可以，因?yàn)槭澜缟现挥幸粋�China，所以我們使用的都是同一個China對象。
Version 1 - 非線程安全
public class China
{
private China()
{
}
private static China china = null;
public static China Instance
{
get
{
if (china == null)
{
Console.WriteLine("實(shí)例化對象");
china = new China();
}
return china;
}
}
}
最簡單的實(shí)現(xiàn)方式如上圖，創(chuàng)建一個私有的靜態(tài)對象和私有構(gòu)造方法，然后在CreateInstance方法里，加一個判斷，如果為Null，就重新實(shí)例化一下，否則直接返回。
這種寫法從邏輯上是沒問題的，但是是否會出現(xiàn)這個if (china == null)判斷，同時執(zhí)行，這樣就麻煩了。
所以這種寫法在單線程的程序是沒問題的，但是在多線程中，是可能會有問題的。
我們做個測試，測試代碼如下：
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
new TaskFactory().StartNew(() =>
{
China china = China.Instance;
});
Thread.Sleep(10);
}
Console.ReadLine();
}
}
上面的代碼，就是創(chuàng)建10個線程，都執(zhí)行CreatInstance方法，那么最終是輸出多少次Console.WriteLine("實(shí)例化對象")呢？
我們測試發(fā)現(xiàn)，這個輸出結(jié)果是不唯一的，有時候會輸出5次，有時候會輸出2次，但是一般都是超過1次，這個就說明對象被多次實(shí)例化了，這就違背了單例模式的原則。
Version 2 - 簡單的線程安全
既然出現(xiàn)問題，那么我們就需要做一下優(yōu)化，優(yōu)化之后的代碼如下：
public class China
{
private China()
{
}
private static China china = null;
private static object objlock = new object();
public static China Instance
{
get
{
lock (objlock)
{
Console.WriteLine("執(zhí)行判斷");
if (china == null)
{
Console.WriteLine("實(shí)例化對象");
china = new China();
}
}
return china;
}
}
}
對比看下，就是加了一個同步鎖，這樣就可以避免同時執(zhí)行的情況，并且，我們在lock里加了一個Console.WriteLine("執(zhí)行判斷")，觀察這行代碼執(zhí)行多少次。
從結(jié)果來看，實(shí)例化對象只執(zhí)行了一次，說明對象只被創(chuàng)建過一次，滿足了我們的需求，達(dá)到了預(yù)期的效果。
Version 3 - 雙if+lock實(shí)現(xiàn)
上面那種方式已經(jīng)可以達(dá)到預(yù)期效果，但是我們注意到一個問題，執(zhí)行判斷這行代碼被執(zhí)行了10次，這顯示不符合我們的邏輯，既然已經(jīng)實(shí)例化了，為什么每次還要執(zhí)行判斷呢？是不是多此一舉？并且每次請求對象，都會進(jìn)行l(wèi)ock操作，lock對性能是有一定影響的。
于是我們繼續(xù)優(yōu)化，優(yōu)化之后的代碼如下：
public class China
{
private China()
{
}
private static China china = null;
private static object objlock = new object();
public static China Instance
{
get
{
if (china == null)
{
lock (objlock)
{
Console.WriteLine("執(zhí)行判斷");
if (china == null)
{
Console.WriteLine("實(shí)例化對象");
china = new China();
}
}
}
return china;
}
}
}
我們對比代碼可以看出，就是又加了一個if (china == null)，這種雙if+lock的方式，是不是可以解決我們的問題呢？
我們執(zhí)行一次，看看結(jié)果：
我們通過結(jié)果可以看到只執(zhí)行了一次判斷，也只執(zhí)行一次實(shí)例化對象，但是我們還可以繼續(xù)優(yōu)化。
Version 4 - 靜態(tài)變量實(shí)現(xiàn)
話不多說，直接上代碼：
public class China
{
private China()
{
}
private static readonly China china = new China();
public static China Instance
{
get
{
return china;
}
}
}
利用靜態(tài)變量去實(shí)現(xiàn)單例，非常簡單，但同時也是線程安全的，由CLR保證，在程序第一次使用該類之前被調(diào)用，而且只調(diào)用一次。
但是這種方式也有缺點(diǎn)，就是實(shí)例化過程是在程序初始化時就執(zhí)行的，而不是在使用時才執(zhí)行，就是說，不管你用不用，都已經(jīng)實(shí)例化了。
Version 5 - 完全懶漢式實(shí)現(xiàn)
public class China
{
private China()
{
}
public static China Instance
{
get
{
return Lazy.instance;
}
}
private class Lazy
{
static Lazy()
{
}
internal static readonly China instance = new China();
}
}
這種方法與上一種方法類似，只是多加了一個類，來解決上一個版本的缺點(diǎn)。
Version 6 - 使用Lazy特性
從.NET 4開始，可以使用Lazytype來實(shí)現(xiàn)完全懶漢式，代碼也變得更簡單，代碼如下：
public class China
{
private China()
{
}
private static readonly Lazy<China> lazy = new Lazy<China>(() => new China());
public static China Instance
{
get
{
return lazy.Value;
}
}
}
整體總結(jié)
可能大家看完之后，選擇困難癥又會犯了吧？
這里給大家總結(jié)一下，除了Version 1，其他幾種情況，均可以實(shí)現(xiàn)單例模式，一般情況下我們使用Vesion 2和Version 4比較多，雖然Version 2會浪費(fèi)一定的資源，但是很容易理解，實(shí)際應(yīng)用中，影響不會很大。
