Unity3D日常开发Unity3D中实现单例模式详解

Posted 2023-02-27 恬静的小魔龙

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大家好，我是佛系工程师☆恬静的小魔龙☆，不定时更新Unity开发技巧，觉得有用记得一键三连哦。

一、前言

首先，说一下，什么是单例模式(Singleton)。

单例模式是设计模式中常见的一种设计模式，目的是为了让一个类在程序运行期间有且只有一个实例，方便全局访问。

应用在Unity里面，可以用来作为数据类、工具类、实现类，方便脚本调用。

下面，就在Unity中实现单例模式。

二、实现单例模式

2-1、如何实现单例模式

首先，来看一下单例模式的UML图：

实现流程：
1、私有的构造函数，也就是用static静态字段。

static属性在此类中是唯一的，存储在类型对象中，不是存在于实例化出来的对象中。
static属性不会被GC回收，随着程序开始而创建，结束而销毁。
因此，需要适当使用单例模式

2、私有静态对象，用于实例化当前类。
3、公有静态函数或属性，方便其他对象获取这个单例类。

实现方式：
1、饿汉式
2、懒汉式
3、通用类

2-2、实现饿汉式单例模式

参考代码：

/// <summary>
/// 饿汉式单例模式通用父类
/// </summary>
public class Singleton

    //私有构造函数
    private Singleton()  
    //私有对象
    private static Singleton instance;
    //公有对象
    public static Singleton Instance 
    
        get
        
            if (instance == null)
            
                instance = new Singleton();
            
            return instance;
        
    

饿汉式的单例，是在程序开始的时候对static属性的Instance进行初始化，饿汉式的特征：

• 线程安全，static构造函数只可能运行一次
• 存在空引用的风险，可能运行顺序关系两个类同时引用此单例，就会报空引用错误

2-3、实现懒汉式单例模式

参考代码：

/// <summary>
/// 懒汉式单例模式通用父类
/// </summary>
public class SingletonLazy

    //私有构造函数
    private SingletonLazy()  
    //私有对象
    private static volatile SingletonLazy instance;
    private static object locker = new object();
    //公有对象
    public static SingletonLazy Instance
    
        get
        
            if (instance == null)
            
                lock (locker)
                
                    if (instance == null)
                    
                        //确保只调用一次
                        instance = new SingletonLazy();
                    
                
            
            return instance;
        
    

懒汉式单例，确保只创建一个实例，只需要实例时创建，懒汉式的特征：

• 变量用volatile声明，确保在访问实例变量之前完成对实例变量的赋值
• 使用locker实例来上锁，而不是锁住类型本身，避免死锁

懒汉式是在饿汉式的基础上优化而来，是为了避免多个对象同时访问实例对象的时候报空引用。

而且懒汉式还可以延迟实例化，直到对象被第一次访问。

多数情况下用饿汉式单例模式实现就可以。

2-4、实现通用类单例模式

上述例子，只是实现单个类的单例模式，在实际开发中会出使用更多的单例，就可以使用一个通用单例父类进行单例实现，子类继承单例父类，就可以继承单例模式，提高代码简洁度。

实现通用单例类可以使用泛型，参考代码：

namespace Common

public class Singleton<T> where T : class, new()

    private static T _instance;
    private static readonly object syslock = new object();

    public static T Instance
    
        get
        
            if (_instance == null)
            
                lock (syslock)
                
                    if (_instance == null)
                    
                        _instance = new T();
                    
                
            
            return _instance;
        
    

使用方式：

public class UseSingleton : Singleton<UseSingleton>

    public string Name;
    public int Age;

单例类继承实现单例模式的父类Singleton。

using UnityEngine;

public class CallSingleton : MonoBehaviour

    void Start()
    
        // 修改单例类的变量值
        UseSingleton.Instance.Name = "张三";
    

脚本去调用或修改单例类中变量的值。

2-5、实现Mono通用类单例模式

参考代码：

using UnityEngine;

namespace Common

    public class MonoSingleton<T> : MonoBehaviour where T : MonoBehaviour
    

        private static T _instance;

        public static T Instance
        
            get
            
                return _instance;
            
        

        protected virtual void Awake()
        
            _instance = this as T;
        
    

Mono脚本的单例相比较于普通C#单例有一些变化点：

• 不能用new实例化，需要挂载到场景中的对象上
• 在脚本生命周期的Awake函数中初始化
• 无需担心因Awake等调用顺序造成的空指针异常

使用方式：

public class UseSingleton : MonoSingleton<UseSingleton>

    public string Name;
    public int Age;

调用：

using UnityEngine;

public class CallSingleton : MonoBehaviour

    void Start()
    
        // 修改单例类的变量值
        UseSingleton.Instance.Name = "张三";
    

需要将UseSingleton.cs脚本挂载到场景中的对象上，如果不继承Mono就不用挂载到场景中的对象上。

三、后记

本篇文章介绍了什么是单例模式，以及如何实现单例模式。

以及单例模式的饿汉式和懒汉式的区别。

以及在Unity中如何使用单例模式。

最后修改代码制作通用单例模式父类，其他子类继承后就可以实现单例模式。

通用单例模式有两种类型：

• 不继承Mono的单例模式
• 继承Mono的单例模式

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