单例设计模式
单例模式是指一个类只有一个实例，且提供一个全局访问的属性，访问此单例。
单例模式是我们设计模式中用的最多的一个设计模式之一。它非常普遍，也十分简单，实现也十分容易。
类的结构
横线代表 静态字段 或 静态方法
说明：
- 单例类的无参构造函数必须私有 - 防止外部创建类
- 提供全局静态实例接口
实现方法 - Unity中的实现
- 饿汉模式
- 懒汉模式（线程安全）
- 泛型基类 - 创建单例 Unity 脚本组件
饿汉模式
/*
游戏控制器（单例）
饿汉单例
*/
public class GameController
{
private static GameController _instance = new GameController();
public static GameController Instance { get => _instance; }
private GameController() { }
public void ShowHashCode() => Debug.Log("对象类的哈希:" + _instance.GetHashCode());
}
测试
public class Example1 : MonoBehaviour
{
void Start()
{
GameController gameController1 = GameController.Instance;
GameController gameController2 = GameController.Instance;
GameController gameController3 = GameController.Instance;
gameController1.ShowHashCode();
gameController2.ShowHashCode();
gameController3.ShowHashCode();
if (gameController1 == gameController2 && gameController2 == gameController3)
{
print("三个单例相同");
}
}
}
我们可以得出我们所得到的单例类，是相同的。
结论：饿汉模式可以保证线程的安全，写法也相对简单，但是可以会造成内存的浪费。（当我们没有使用到这个单例类时，就造成了内存的浪费，因为饿汉模式实例的创建在类加载就完成了）
懒汉模式（线程安全）
/*
音频控制器
懒汉单例（线程安全，双重检查）
*/
public class AudioController
{
private static object _sync = new object();
private static volatile AudioController _instance;
public static AudioController Instance
{
get
{
//双重检查
if (_instance == null)
{
lock(_sync)
{
if (_instance == null)
{
_instance = new AudioController();
}
}
}
return _instance;
}
}
public void Show() => Debug.Log("此为音频控制器单例类");
}
测试
public class Example2 : MonoBehaviour
{
private void Start()
{
AudioController.Instance.Show();
}
}
我们通过双重检查的方式去避免多个线程的同时进入，创建多个实例。
在静态实例中添加 volatile 避免内容的易失性，在多核处理器中，因为不同的CPU处理时，内存读入和写出没有及时更新造成的。
结论：懒汉模式双重检查这种方法，即保证了懒加载的作用，同时又保证了线程安全性。非常推荐使用。
泛型单例基类 - Unity脚本组件单例
这个方法主要是针对 Unity 的脚本组件单例实现。它可以通过继承的方式，非常方便的创建单例脚本组件。
单例基类
public abstract class SingletonBase<T> : MonoBehaviour
where T : Component
{
private static T _instance;
public static T Instance { get => _instance; }
protected virtual void Awake()
{
if (_instance == null)
_instance = this as T;
else
Destroy(this);
}
protected virtual void OnDestroy()
{
if (_instance == this)
_instance = null;
}
}
/*
玩家类此时为脚本组件单例，可作为组件放入GameObject中
*/
public class Player : SingletonBase<Player>
{
public void Show() => print("此类为玩家单例类");
}
测试
public class Example3 : MonoBehaviour
{
public void Start()
{
Player.Instance.Show();
}
}
由于Unity不允许脚本组件自行 new 对象，而是统一由 Unity 来创建，所以我们使用 Awake 来初始化实例。
细节：如果有对象在 Awake 或 OnEnable 函数中调用这个单例的实例，有可能会出现实例为 null 的现象，这里我们需要将单例类脚本顺序提前，防止出现为 null。通过 Edit -> Project Settings -> Script Execution Order 来设置脚本顺序。
结论：通过泛型的方法，可以十分方便的创建单例类。由于实例是在 Aawke 函数中赋值的，所以代码尽量不要在 Awake 和 OnEnable 函数中调用单例脚本类的实现。
利与弊
单例模式优点：
- 方便调用，共享资源 - 由于提供了全局属性
- 确保类的实例只有一个 - 减少了内存的开销
- 避免资源重复
单例模式缺点：
- 由于单例模式一般没有接口，他要想实现扩展十分困难。一定程度违背了开闭原则
- 单例模式也一定程度上违背了迪米特法则，所有的类都可以访问。这样会造成了类的关系混乱。
- 由于单例类的代码基本都在类里面，会造成代码的臃肿，降低代码的可读性，可靠性。同时也一定程度的违背了单一职责原则。
我们不应该随便乱用单例模式，需考虑清楚，尽量减少对单例的依赖。单例模式并不会降低代码的耦合性，相反如果乱用，还会大大降低代码的可读性和可靠性。
注意：在使用单例时，需减少类对单例类的依赖，从而提高代码的质量。
这些便是我对单例模式在Unity中的运用的简单见解，希望能帮到大家，谢谢。😮
