C#開發模式——單例模式


一、單例模式簡介

單例模式是為保證一個對象,在程序運行的任何時刻只有一個實例存在,我們把這種實現方式稱之為“單例模式”。

二、單例模式的核心

單例類只有一個實例存在

單例類提供一個全局訪問點

單例類通過自己創建唯一實例

單例類對外所有訪問對象都提供一個唯一實例。

三、單例模式的優點

1、在程序運行中只有一個實例,減少內存占用,減少頻繁的創建和銷毀實例所帶來的系統開銷,

2、避免資源的多種無效占用

單例模式缺點:

沒有接口 不能繼承

四、單例模式應用場景

當一個事物在特定的環境中,只會存在一個實例時,我們可以采用單例模式對其進行設計。

例: 數據庫連接池,計算機注冊表 一個國家只有一個總統 日志系統中的日志文件 計算機中的打印池 計算機設備管理器

生成唯一序列號 網站計數器

五、單例模式的實現方式

1、非線程安全(盡量不要用)

public sealed class Singleton

{

private static Singleton instance=null;

private Singleton()

{

}

public static Singleton Instance

{

get

{

if (instance==null)

{

instance = new Singleton();

}

return instance;

}

}

}

 

說明:上面的方法是非線程安全的,2個不同的線程可以同時進入這個方法,如果instance為空的並且這里返回真的情況下,都可以創建實例,這顯然違反了單例模式,實際上,在測試以前,實例就已經有可能被創建了,

但是內存模型不能保證這個實例能被其他的線程看到,除非合適的內存屏障已經被跨過了。

2、簡單的線程安全

public sealed class Singleton

{

private static Singleton instance = null;

private static readonly object padlock = new object();

Singleton()

{

}

public static Singleton Instance

{

get

{

lock (padlock)

{

if (instance == null)

{

instance = new Singleton();

}

return instance;

}

}

}

}

 

上述實現是線程安全的。這個線程在共享的object上取出了一把鎖,然后在創建實例以前檢查這個實例是否被創建了。

這個保護了內存屏障問題(lock保證了所有的讀取操作是在LOCK獲得以后發生的,所有的unlock保證了所有的寫操作在lock 釋放以后發生的),這樣就保證了一個線程只能創建一個實例(每次只有一個線程在這段代碼中運行),不巧的是,性能上來說,鎖變成了每次都必須的當這個實例被響應的時候。

3、嘗試線程安全(雙重鎖定)不推薦使用

public sealed class Singleton

{

private static Singleton instance = null;

private static readonly object padlock = new object();

Singleton()

{

}

public static Singleton Instance

{

get

{

if (instance == null)

{

lock (padlock)

{

if (instance == null)

{

instance = new Singleton();

}

}

}

return instance;

}

}

}

 

4、不完全lazy,但是線程安全且不用用鎖 推薦使用

public sealed class Singleton

{

private static readonly Singleton instance = new Singleton();

// 顯示的static 構造函數

//沒必要標記類型 - 在field初始化以前

static Singleton()

{

}

private Singleton()

{

}

public static Singleton Instance

{

get

{

return instance;

}

}

}

 

 

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