單例模式（20）

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今天我們來講一下單例模式，下麵我們來用winform來做一個簡單的展示，就是點擊一個菜單，彈出另一個窗體（做成父子窗體的形式）。 建一個窗體（父窗體），拖一個MenuStrip，再建一個窗體（子窗體）。 然後： 現在，我們看一下執行結果。 我們可以看到，每次我們點擊一下工具，都會彈出一個新的窗體，我 ...


今天我們來講一下單例模式，下麵我們來用winform來做一個簡單的展示，就是點擊一個菜單，彈出另一個窗體（做成父子窗體的形式）。

建一個窗體（父窗體），拖一個MenuStrip，再建一個窗體（子窗體）。

然後：

 1         private void Form1_Load(object sender, System.EventArgs e)
 2         {
 3             this.IsMdiContainer = true;
 4         }
 5 
 6         private void 工具欄ToolStripMenuItem_Click(object sender, System.EventArgs e)
 7         {
 8             Form2 form2 = new Form2();
 9             form2.MdiParent = this;
10             form2.Show();
11         }

現在，我們看一下執行結果。

我們可以看到，每次我們點擊一下工具，都會彈出一個新的窗體，我們想要的結果是：之彈出一次這個窗體就行。

有些伙伴說，可以用ShowDialog() 啊，在此，說明一下，在父子窗體中，子窗體是不能用ShowDialog()出來的，再退一步講，即便是能用ShowDialog(),但是這是一個阻塞機制，很不靈活。

那麼，為了實現我們想要的結果，我們該如何做呢？

簡單啊，我們只需要修改一下點擊事件里的代碼就可以了。

先聲明一個子窗體的全局變數，然後修改一下代碼：

 1         private Form2 form2;
 2         private void Form1_Load(object sender, System.EventArgs e)
 3         {
 4             this.IsMdiContainer = true;
 5         }
 6 
 7         private void 工具欄ToolStripMenuItem_Click(object sender, System.EventArgs e)
 8         {
 9             if (form2 == null)
10             {
11                 form2 = new Form2();
12                 form2.MdiParent = this;
13                 form2.Show();
14             }
15         }

這樣就可以實現我們想要的結果了，這樣就完了嘛？

這裡存在兩個問題：

1、如果我有很多按鈕，每個按鈕都想彈出這個子窗體，想實現這個結果，需要複製粘貼這些代碼，顯然是很失敗的做法。

2、上述結果，如果我關閉了打開的窗體，我在點擊工具菜單，則不會再彈出窗體來了。（因為關閉窗體後，該窗體僅僅是Disposed了，但對象還不是null，所以判斷是否為null是有一定的問題的。）

針對上述兩個問題，我們來改進一下。就用到今天要講的單例模式了，好，我們來看一下如何實現。

Form2中的代碼

 1     public partial class Form2 : Form
 2     {
 3         //聲明一個靜態的類變數
 4         private static Form2 form2 = null;
 5         //構造方法私有，外部代碼不能直接new來實例化它
 6         private Form2()
 7         {
 8             InitializeComponent();
 9         }
10         //得到類實例的方法，返回值就是本類對象，註意也是靜態的。
11         public static Form2 GetForm()
12         {
13             //當內部的form2是null或者被Dispose過，則new它
14             //並且設計其MdiParent為Form1，此時將實例化的對象存在靜態的變數form2中，以後就可以不用實例化而得到它了
15             if (form2 == null || form2.IsDisposed)
16             {
17                 form2 = new Form2();
18                 form2.MdiParent = Form1.ActiveForm;
19             }
20             return form2;
21         }
22     }

Form1 中的調用

 1     public partial class Form1 : Form
 2     {
 3        
 4         public Form1()
 5         {
 6             InitializeComponent();
 7         }
 8     
 9         private void Form1_Load(object sender, System.EventArgs e)
10         {
11             this.IsMdiContainer = true;
12         }
13         private void 工具欄ToolStripMenuItem_Click(object sender, System.EventArgs e)
14         {
15             Form2.GetForm().Show();
16         }
17     }

這樣，就達到了我們想要的效果了。

我們來總結一下：

單例模式：保證一個類僅有一個實例，並提供一個訪問它的全局訪問點。

通常我們剋讓一個全局變數是的一個對象被訪問，但它不能防止你實例化多個對象。最好的辦法就是，讓類自身負責保存它的唯一實例，這個類可以保證沒有其他實例可以被創建，並且他可以提供一個訪問該實例的方法。

好，我們來寫一下單例模式的代碼

 1     class Singleton
 2     {
 3         private static Singleton instance;
 4         //構造方法讓其private，這就堵死了外界利用用new創建次類實例的可能
 5         private Singleton()
 6         {
 7             
 8         }
 9         //此方法是獲得本類實例的唯一全局訪問點
10         public static Singleton GetInstance()
11         {
12             //若實例不存在，則new一個新實例，否則返回已有的實例
13             if (instance==null)
14             {
15                 instance = new Singleton();
16             }
17             return instance;
18         }
19     }

客戶端：

 1        public static void Main()
 2         {
 3             Singleton s1 = Singleton.GetInstance();
 4             Singleton s2 = Singleton.GetInstance();
 5             //比較兩次實例化後對象的結果是否相同
 6             if (s1==s2)
 7             {
 8                 Console.WriteLine("兩個對象是相同的實例。");
 9             }
10             Console.ReadKey();
11         }

另外還有一個問題，如果多線程中，多個線程同時訪問Singleton類，調用GetInstance()方法，會有可能創造多個實例的。所以，我們可以用lock進行處理一下。

好，我們來看用lock處理後的Singleton類

 1     class Singleton
 2     {
 3         private static Singleton instance;
 4         //程式運行時創建一個靜態只讀的進程輔助對象
 5         private static readonly object syncRoot = new object();
 6         //構造方法讓其private，這就堵死了外界利用用new創建次類實例的可能
 7         private Singleton()
 8         {
 9 
10         }
11         //此方法是獲得本類實例的唯一全局訪問點
12         public static Singleton GetInstance()
13         {
14             //在同一個時刻加了鎖的那部分程式只有一個線程可以進入
15             lock (syncRoot)
16             {
17                 //若實例不存在，則new一個新實例，否則返回已有的實例
18                 if (instance == null)
19                 {
20                     instance = new Singleton();
21                 }
22             }
23             return instance;
24         }
25     }

對於上述的代碼，小伙伴們發現了一個問題沒有，就是不管instance是不是為null，都會先加鎖，這勢必會影響性能的，好我們來看一下優化後的：

 1     class Singleton
 2     {
 3         private static Singleton instance;
 4         //程式運行時創建一個靜態只讀的進程輔助對象
 5         private static readonly object syncRoot = new object();
 6         //構造方法讓其private，這就堵死了外界利用用new創建次類實例的可能
 7         private Singleton()
 8         {
 9 
10         }
11         //此方法是獲得本類實例的唯一全局訪問點
12         public static Singleton GetInstance()
13         {
14             //先判斷實例是否存在，如果不存在再加鎖處理
15             if (instance==null)
16             {
17                 //在同一個時刻加了鎖的那部分程式只有一個線程可以進入
18                 lock (syncRoot)
19                 {
20                     //若實例不存在，則new一個新實例，否則返回已有的實例
21                     if (instance == null)
22                     {
23                         instance = new Singleton();
24                     }
25                 } 
26             }
27             return instance;
28         }
29     }

其實再實際應用當中，C#與用功語言運行庫也提供了一種“靜態初始化”方法，這種方法不需要開發人員顯示的編寫線程安全代碼，即可解決多線程環境下他是不安全的問題。

好，下麵我們來看一下“靜態初始化”方法的單例模式

 1     //sealed阻止發生派生，而派生可能會增加實例
 2     public sealed class Singleton
 3     {
 4         //在第一次引用類的任何成員時創建實例，共功與原運行庫負責處理變數初始化。
 5         private static readonly Singleton instance = new Singleton();
 6         private Singleton()
 7         {
 8         }
 9 
10         public static Singleton GetInstance()
11         {
12             return instance;
13         }
14     }

這種靜態初始化的方式是自己被載入時就將自己實例化，所以被形象的成為惡漢式單例類，原先的單例模式處理是要再第一次被引用時，才會將自己實例化，所以被稱為懶漢單例類。

好，單例模式我們就介紹完了，下一篇博文我們講 橋接模式

本系列將持續更新，喜歡的小伙伴可以點一下關註和推薦，謝謝大家的支持


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