C#设计模式(1)——单例模式

一、概念：确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。





二、单例模式具备如下几个特点：

1、只有一个实例。

2、能够自我实例化。

3、提供全局访问点。

三、代码实现

1、简单实现

/// <summary>
/// 单例模式的实现
/// </summary>
public class Singleton
{
// 定义一个静态变量来保存类的实例
private static Singleton uniqueInstance;

// 定义私有构造函数，使外界不能创建该类实例
private Singleton()
{
}

/// <summary>
/// 定义公有方法提供一个全局访问点,同时你也可以定义公有属性来提供全局访问点
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static Singleton GetInstance()
{
// 如果类的实例不存在则创建，否则直接返回
if (uniqueInstance == null)
{
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
}

优点：（1）实例是在 Instance 属性方法内部创建的，因此类可以使用附加功能，直到对象要求产生一个实例才执行实例化；

　　　（2）这种方法称为“惰性实例化”。惰性实例化避免了在应用程序启动时实例化不必要的 singleton

缺点：单线程已经满足，但是对于多线程不安全

2、多线程

/// <summary>
/// 单例模式的实现
/// </summary>
public class Singleton
{
// 定义一个静态变量来保存类的实例
private static Singleton uniqueInstance;

// 定义一个标识确保线程同步
private static readonly object locker = new object();

// 定义私有构造函数，使外界不能创建该类实例
private Singleton()
{
}

/// <summary>
/// 定义公有方法提供一个全局访问点,同时你也可以定义公有属性来提供全局访问点
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static Singleton GetInstance()
{
// 当第一个线程运行到这里时，此时会对locker对象 "加锁"，
// 当第二个线程运行该方法时，首先检测到locker对象为"加锁"状态，该线程就会挂起等待第一个线程解锁
// lock语句运行完之后（即线程运行完之后）会对该对象"解锁"
// 双重锁定只需要一句判断就可以了
if (uniqueInstance == null)
{
lock (locker)
{
// 如果类的实例不存在则创建，否则直接返回
if (uniqueInstance == null)
{
uniqueInstance = new Singleton();
}
}
}
return uniqueInstance;
}
}

　　上面这种解决方案确实可以解决多线程的问题,但是上面代码对于每个线程都会对线程辅助对象locker加锁之后再判断实例是否存在，对于这个操作完全没有必要的，因为当第一个线程创建了该类的实例之后，后面的线程此时只需要直接判断（uniqueInstance==null）为假，此时完全没必要对线程辅助对象加锁之后再去判断，所以上面的实现方式增加了额外的开销，损失了性能，为了改进上面实现方式的缺陷，我们只需要在lock语句前面加一句（uniqueInstance==null）的判断就可以避免锁所增加的额外开销，这种实现方式我们就叫它 “双重锁定”。

3、双重锁定

/// <summary>
/// 单例模式的实现
/// </summary>
public class Singleton
{
// 定义一个静态变量来保存类的实例
private static Singleton uniqueInstance;

// 定义一个标识确保线程同步
private static readonly object locker = new object();

// 定义私有构造函数，使外界不能创建该类实例
private Singleton()
{
}

/// <summary>
/// 定义公有方法提供一个全局访问点,同时你也可以定义公有属性来提供全局访问点
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static Singleton GetInstance()
{
// 当第一个线程运行到这里时，此时会对locker对象 "加锁"，
// 当第二个线程运行该方法时，首先检测到locker对象为"加锁"状态，该线程就会挂起等待第一个线程解锁
// lock语句运行完之后（即线程运行完之后）会对该对象"解锁"
// 双重锁定只需要一句判断就可以了
if (uniqueInstance == null)
{
lock (locker)
{
// 如果类的实例不存在则创建，否则直接返回
if (uniqueInstance == null)
{
uniqueInstance = new Singleton();
}
}
}
return uniqueInstance;
}
}