单例模式以及在C#中的使用

下面做一些简要的说明。

1.

单例模式(Singleton Pattern)，又称作单件模式，当然也有一种诙谐的称谓：单身模式。在经典的GoF所著的《Design Patterns》一书中，对单例模式有着详尽的介绍，这本书网上有全文版本。

2.

单例模式的意图是保证一个类仅有一个实例，并且要提供一个全局访问点来访问这个实例。通常这个全局访问点是一个静态方法或者C#中的一个属性。

3.

在C#中，典型的单例模式实现方法可以如下：

当外部需要

Manager

的实例时，可以调用

GetInstance()

这个静态方法。由于

Manager

类的构造器是私有的，这也就避免了其他方式实例化这个

Manager

类。

GetInstance()

方法内部的实现，保证了全局中只有一个

Manager

实例。

4.

问题肯定不会这么简单就被解决，比如在多线程环境中，上述代码就会有很大的隐患。

有一种情况很常见：两个线程同时调用

GetInstance()

方法；

当某一个线程由于

Mgr

为

null

而进入条件判断代码块的时候，而恰恰还没有执行实例化一个

Manager

对象，这时候另一个线程由于

Mgr

为

null

，所以也会进入这个条件语句中

上面两种情况，很显然都会创建

Manager

实例，这也就违背了单例模式的意图了。

利用C#的特性，我们可以把一个线程先锁住(

lock

)，等到这个线程完成后，再让下一个线程访问

GetInstance()

方法：

代码中用到了双重检查锁定(double check locking)的技术，是为了提高性能考虑，因为C#中

lock

语句是很耗性能的。第一道检查，是基于如果

Mgr

不为

null

的时候就不需要

lock

了，提高性能。第二道检查，是基于两个线程同时通过第一道检查后，第一个线程解锁后，由于

Mgr

此时已经不为

null

，所以第二个线程就不用实例化

Manager

了。

5.

单例模式有两种实现方式，主要基于构建的方式不同：

延迟初始化(Lazy Initialization)，也叫“懒汉模式”：单例实例在第一次使用时被构建；

热初始化(Eager Initialization)，也叫“恶汉模式”：单例实例在类加载时创建

前面创建单例模式的方式都属于延迟初始化。.NET 4.0以后提供了一个

Lazy<T>

泛型类，可以被应用于这个场景，省却代码的编写量。

Lazy<T>

的构造器重载版本可以帮我们解决多线程的问题。

C#使用静态初始化来完成单例模式中的热初始化。需要注意的是，不需要考虑多线程的问题，因为CLR会自动解决多线程同步的问题。如果程序经常要用到这个实例，运用热初始化可以显著提高性能。

6.

StackOverflow中对于单例模式都是持否定态度的，比如这个：


主要基于下面几个原因：

违反了单一职责原则

耦合度过大

单元测试基本无法进行

开发混淆，造成混乱。比如作为API提供的时候。

总之，


文章来源:http://laobian.me/2013/02/singleton-pattern-with-csharp.html