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C#设计模式学习笔记-单例模式

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绝地武士 发表于 2016-7-20 17:21:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
 最近在学设计模式,学到创建型模式的时候,碰到单例模式(或叫单件模式),现在整理一下笔记。
  在《Design Patterns:Elements of Resuable Object-Oriented Software》中的定义是:Ensure a class only has one instance,and provide a global point of access to。它的主要特点不是根据客户程序调用生成一个新的实例,而是控制某个类型的实例数量-唯一一个。(《设计模式-基于C#的工程化实现及扩展》,王翔)。也就是说,单例模式就是保证在整个应用程序的生命周期中,在任何时刻,被指定的类只有一个实例,并为客户程序提供一个获取该实例的全局访问点。
  一、经典模式:
  1. public class Singleton
  2. {
  3.         private static Singleton instance;

  4.         private Singleton()
  5.         {
  6.         
  7.         }

  8.         public static Singleton GetInstance()
  9.         {
  10.                 if(instance==null)
  11.                 {
  12.                         instance=new Singleton();
  13.                 }
  14.                 return instance;
  15.         }
  16. }
复制代码
解析如下:
  1)首先,该Singleton的构造函数必须是私有的,以保证客户程序不会通过new()操作产生一个实例,达到实现单例的目的;
  2)因为静态变量的生命周期跟整个应用程序的生命周期是一样的,所以可以定义一个私有的静态全局变量instance来保存该类的唯一实例;
  3)必须提供一个全局函数访问获得该实例,并且在该函数提供控制实例数量的功能,即通过if语句判断instance是否已被实例化,如果没有则可以同new()创建一个实例;否则,直接向客户返回一个实例。
  在这种经典模式下,没有考虑线程并发获取实例问题,即可能出现两个线程同时获取instance实例,且此时其为null时,就会出现两个线程分别创建了instance,违反了单例规则。因此,需对上面代码修改。
  二、多线程下的单例模式
  1、Lazy模式
  1. public class Singleton
  2. {
  3.        private static Singleton instance;
  4.        private static object _lock=new object();

  5.        private Singleton()
  6.        {

  7.        }

  8.        public static Singleton GetInstance()
  9.        {
  10.                if(instance==null)
  11.                {
  12.                       lock(_lock)
  13.                       {
  14.                              if(instance==null)
  15.                              {
  16.                                      instance=new Singleton();
  17.                              }
  18.                       }
  19.                }
  20.                return instance;
  21.        }
  22. }
复制代码
上述代码使用了双重锁方式较好地解决了多线程下的单例模式实现。先看内层的if语句块,使用这个语句块时,先进行加锁操作,保证只有一个线程可以访问该语句块,进而保证只创建了一个实例。再看外层的if语句块,这使得每个线程欲获取实例时不必每次都得加锁,因为只有实例为空时(即需要创建一个实例),才需加锁创建,若果已存在一个实例,就直接返回该实例,节省了性能开销。
  2、饿汉模式
  这种模式的特点是自己主动实例。
  1. public sealed class Singleton
  2. {
  3.         private static readonly Singleton instance=new Singleton();

  4.         private Singleton()
  5.         {
  6.         }

  7.         public static Singleton GetInstance()
  8.         {
  9.                return instance;
  10.         }
  11. }
复制代码
上面使用的readonly关键可以跟static一起使用,用于指定该常量是类别级的,它的初始化交由静态构造函数实现,并可以在运行时编译。在这种模式下,无需自己解决线程安全性问题,CLR会给我们解决。由此可以看到这个类被加载时,会自动实例化这个类,而不用在第一次调用GetInstance()后才实例化出唯一的单例对象。

18578296795 发表于 2017-11-15 09:33:36 | 显示全部楼层
非常好的资料,谢谢分享!
芜湖小肖 发表于 2018-10-14 10:37:32 | 显示全部楼层
帮助你更好的理解设计模式之--单例模式
https://www.51halcon.com/thread-1444-1-1.html
 楼主| 绝地武士 发表于 2018-10-14 21:28:38 | 显示全部楼层
芜湖小肖 发表于 2018-10-14 10:37
帮助你更好的理解设计模式之--单例模式
https://www.51halcon.com/thread-1444-1-1.html

你说的很对,解释清楚了为什么我们要用单例,单例存在的意义是什么,不错,很有心得!
xixiyinhang 发表于 2018-11-13 13:22:33 | 显示全部楼层
{:6_192:}{:6_192:}{:6_192:}学习学习单例模式,正好需要用
wwwbdabc 发表于 2018-11-13 16:00:33 | 显示全部楼层

非常好的资料,谢谢分享!
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