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[资料] C#设计模式学习笔记-单例模式

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    发表于 2016-7-20 17:21:03 | 显示全部楼层 |阅读模式

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     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。

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    非常好的资料,谢谢分享!

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    发表于 2018-10-14 10:37:32 | 显示全部楼层
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     楼主| 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!

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    发表于 昨天 13:22 | 显示全部楼层
    学习学习单例模式,正好需要用

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    非常好的资料,谢谢分享!

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