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设计模式-单例模式

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在面试过程中被问到用过哪些设计模式的问题应该很常见。而单例模式作为最简单最常用的应该是第一个被想到的。开篇就拿单例模式”开刀”吧。

什么是单例模式？

单例模式就是 用来保证一个类只有一个实例,并向外部提供一个全局访问点。 如：游戏中的对话框，不能每次显示都要创建出来一个，关了就销毁吧。

这也体现出了单例模式的如下优点：全局一份实例，减少内存占用，也减少了资源的频繁创建销毁。
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如何写一个单例模式呢？如游戏中的一个XXXManager

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public class XXXManager
{
    // 内部唯一实例，仅此一份
    private static XXXManager _instence = new XXXManager();

    // 构造方法私有化，防止外部创建示例
    private XXXManager(){}

    // 全局访问点
    // 博主个人喜欢写成属性,当然也可以封装成方法
    public static XXXManager Singleton
    {
        get{ return _instence; }
    }
}

单例模式的分类

  1. 饿汉式。如上面的例子，在类加载的时候不管用到用不到就会创建实例。

    优点：线程安全。

    缺点：比较浪费内存。

  2. 懒汉式。只有在调用到的时候才会创建实例。比较节约内存。多线程可能会出问题。

    优点：节约内存。

    缺点：单线程没问题，多线程时非线程安全(但可以解决)

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public class XXXManager
{
    private static XXXManager _instence = null;
    
    private XXXManager(){}
    
    // 调用的时候才创建实例
    public static XXXManager Singleton
    {
        get
        {
            if (_instence == null)
                _instence = new XXXManager();

            return _instence;
        }
    }
}

加锁解决懒汉式的非线程安全问题

由于Unity是单线程运行，可以不考虑多线程下非线程安全问题。但是要注意在其他地方使用的时候。

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private static object mLock = new object();

public static XXXManager Singleton
{
    get
    {
        if (_instence == null)
        {
            // 假如这里进入了两个线程，第一个在这里等待，第二个进入里面
            // 第一个结束后，第二个进入
            lock (mLock)
            {
                // 当第二个进来的时候再次检测一下
                if (_instence == null)
                    _instence = new XXXManager();
            }
        }
        return _instence;
    }
}

每个单例都要重新写一遍，好麻烦？

一个工程中可能有很多类都要用到单例，总不能每次都重新写一遍吧，这就导致有很多重复的代码。可以使用泛型 将单例抽象出来。

但是_instence对象如何创建呢？直接使用 _instence=new T()是会报错的。原因是T必须要有可以new的约束，解决方案：

  1. 给T添加new() 约束
  2. 使用反射（下面是反射实现）
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abstract class NormalSingleton<T> where T:NormalSingleton<T>
{
    protected static T _instence = null;
    protected NormalSingleton(){}

    public static T Singleton
    {
        get
        {
            if (_instence == null)
            {
                //_instence = new T();
                //上面这句话是会报错的,因为要求T是可以new出来的类型。
                _instence = Activator.CreateInstance<T>();
            }
            return _instence;
        }
    }
}

使用方法：

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//直接继承 NormalSingleton
public class XXXManager : NormalSingleton<XXXManager>
{
    private XXXManager(){}

    public void AAA(){}
}

// 调用
XXXManager.Singleton.AAA();

那些不能通过new的类(如继承monobehavior的类)如何使用单例模板？

我们知道继承了Monobehavior的脚本只能挂载到GameObject上使用。上面的方式就不能使用了。

首先，要想实现Mono的单例，就要保证：

  1. 全局只有一个GaneObject挂载该Mono脚本，并且只能挂载一个。
  2. 可以接受Mono脚本的生命周期，以及单例的销毁

代码时实现

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public abstract class MonoSingleton<T> : MonoBehaviour where T : MonoBehaviour
{
    protected static T _instence = null;

    public static T Singleton
    {
        get
        {
            if (_instence == null)
            {
                string name = typeof(T).Name;
                var obj = GameObject.Find(name);

                if (obj == null)
                    obj = new GameObject(name);

                _instence = obj.GetComponent<T>();
                if (_instence == null)
                    _instence = obj.AddComponent<T>();
                
                // 全局不销毁
                DontDestroyOnLoad(obj);
            }

            return _instence;
        }
    }

    protected virtual void OnDestroy()
    {
        // gameobject销毁时，_instence = null
        _instence = null;
    }
}

使用只需要继承MonoSingleton即可。

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