Unity 常用面向对象设计模式系列（2）：单例模式（Singleton）

一、单例模式核心原理

• 意图：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
• 结构：私有构造函数 + 静态字段保存实例 + 静态属性/方法返回实例。
• 线程安全：在多线程环境需防止并发创建。

public class Logger {
    private static Logger _instance;
    private Logger() { /* 防止外部 new */ }
    public static Logger Instance {
        get {
            if (_instance == null)
                _instance = new Logger();
            return _instance;
        }
    }
    public void Log(string msg) { /* … */ }
}

二、Unity 中的单例变种

2.1 纯 C# 单例

适用于无须挂载到场景的逻辑组件，如配置表管理、纯算法服务。

public class ConfigService {
    private static readonly ConfigService _instance = new ConfigService();
    public static ConfigService Instance => _instance;
    private Dictionary<string, object> _cache;
    private ConfigService() {
        // 读取、缓存配置
        _cache = LoadAllConfigs();
    }
    // … 方法获取配置数据
}

• 优点：线程安全（.NET 保证静态构造线程安全）、不依赖 Unity 生命周期。
• 缺点：无法在 Inspector 编辑、难以序列化，可测试性需借助接口抽象。

2.2 MonoBehaviour 单例

最常见的 Unity 单例，管理器脚本挂载在场景或预制件上。

public class AudioManager : MonoBehaviour {
    public static AudioManager Instance { get; private set; }
    void Awake() {
        if (Instance != null && Instance != this) {
            Destroy(gameObject);
            return;
        }
        Instance = this;
        DontDestroyOnLoad(gameObject);
        // 初始化音频系统
    }
    public void PlaySFX(AudioClip clip) { /* … */ }
}

• DontDestroyOnLoad：跨场景保持唯一性；
• Duplicate 检测：防止场景中重复挂载导致冲突；
• Inspector 绑定：可直接拖拽引用资源；

2.3 ScriptableObject 单例

利用资源驱动特性，将管理器实现为 ScriptableObject，便于打包和测试。

[CreateAssetMenu("Singleton/GameConfig")]
public class GameConfig : ScriptableObject {
    public static GameConfig Instance {
        get {
            if (_instance == null)
                _instance = Resources.Load<GameConfig>("Singleton/GameConfig");
            return _instance;
        }
    }
    private static GameConfig _instance;
    public int maxLives;
    public float spawnInterval;
}

• 优点：可在编辑器中配置、支持数据驱动；

• 缺点：须保证资源路径和命名唯一，使用 Resources 带来管理成本。

三、依赖管理

3.1 依赖倒置与单例

为了方便测试与解耦，可以让高层模块依赖接口：

public interface IAudioService { void PlaySFX(AudioClip c); }

public class AudioManager : MonoBehaviour, IAudioService {
    public static IAudioService Instance { get; private set; }
    void Awake() {
        if (Instance == null) Instance = this;
        else Destroy(gameObject);
        DontDestroyOnLoad(gameObject);
    }
    public void PlaySFX(AudioClip clip) { /* … */ }
}

// 客户端
public class Gun : MonoBehaviour {
    void Fire() {
        AudioManager.Instance.PlaySFX(shootClip);
    }
}

• 可 Mock：在单元测试中可替换 IAudioService.Instance；
• 耦合最小化：业务逻辑只依赖抽象接口。

3.2 DI 框架中的单例

使用 Zenject / VContainer 等依赖注入框架管理单例生命周期：

public class GameInstaller : MonoInstaller {
    public override void InstallBindings() {
        Container.Bind<IAudioService>()
                 .To<AudioManager>()
                 .FromComponentInHierarchy()
                 .AsSingle();
    }
}

• 框架统一管理：无需手动在 Awake 中赋值；
• 场景切换安全：由容器负责生命周期。

四、注意事项

五、小结

1. 选对变种
   • **纯 C#**：无挂载、线程安全、易测试；
   • MonoBehaviour：可拖拽、支持生命周期钩子；
   • ScriptableObject：数据驱动、易打包。
2. 统一访问入口
   • 所有调用通过 Instance 静态属性，避免 FindObjectOfType、Resources.Load 散落各地。
3. 生命周期控制
   • 在 Awake/OnEnable 做重复检测，保证单例不被意外卸载；
   • 在 Editor 下利用初始化钩子清理历史残留。
4. 接口与 DI
   • 对外暴露接口而非具体类型，方便 Mock 与切换实现；
   • 推荐使用 DI 框架管理单例依赖，简化初始化流程。