C#單例模式的理解

一、單例模式的定義

　　確保一個類只有一個實例，並提供一個全局訪問點來訪問這個唯一的實例，是一種對象創建型模式，有如下3個要點：

• 只能有一個實例
• 必須是自行創建這個實例
• 必須自行向整個系統提供這個實例

二、單例模式的結構

• 一個類型為自身的靜態私有成員變量 - 存儲唯一實例
• 一個私有的構造函數
• 一個公有的靜態成員方法 ，返回唯一實例，對象為自身

 1  class SingletonClass
 2     {
 3         private static SingletonClass _instance = null;   //靜態私有成員變量，存儲唯一實例
 4 
 5         private SingletonClass()    //私有構造函數，保證唯一性
 6         { 
 7         }
 8 
 9         public static SingletonClass GetInstance()    //公有靜態方法，返回一個唯一的實例
10         {
11             if (_instance == null)
12             {
13                 _instance = new SingletonClass();
14             }
15             return _instance;
16         }
17     }

三、單例模式的兩種書寫方法

1.類被加載時就將自己實例化

 1 class SingletonClass
 2     {
 3         private static SingletonClass _instance = new SingletonClass();
 4        
 5         private SingletonClass()
 6         { 
 7         }
 8 
 9         public static SingletonClass GetInstance()
10         {
11             return _instance;
12         }
13     }

 

2.類在第一次被引用時將自己實例化

 1 class SingletonClass
 2     {
 3         private static SingletonClass _instance = null;
 4         private static readonly object syncRoot = new object();   
 5 
 6         private SingletonClass()
 7         { 
 8         }
 9 
10         public static SingletonClass GetInstance()
11         {
12             if (_instance == null)
13             {
14                 lock (syncRoot)
15                 {
16                     if (_instance == null)
17                     {
18                         _instance = new SingletonClass();
19                     }
20                 }
21             }
22             return _instance;
23         }
24     }

四、雙重鎖的運用分析

　  在上述代碼中出現“If - Lock - If”結構模式，即雙重檢查鎖定的雙重判斷機制：

 1             if (_instance == null)   //第一重判斷，先判斷實例是否存在，不存在再加鎖處理
 2             {
 3                 lock (syncRoot)   //加鎖，在某一時刻只允許一個線程訪問
 4                 {
 5                     if (_instance == null)   //第二重判斷: 第一個線程進入Lock中執行創建代碼，第二個線程處於排隊等待狀態，當第二個線程進入Lock后並不知道實例已創建，將會繼續創建新的實例
 6                     {
 7                         _instance = new SingletonClass();
 8                     }
 9                 }
10             }

 

五、單例模式的優缺點

• 封裝了唯一性，可嚴格控制客戶怎么訪問及何時訪問
• 內存中只存在一個對象，可節約系統資源，提高系統性能
• 單例類的擴展不方便
• 單例類既提供了業務方法，又提供了創建對象的方法，將對象的創建和對象本身的功能耦合在一起

六、適用環境

　　系統只需要一個實例對象，客戶調用類的單個實例只允許使用一個公共訪問點，除了公共訪問點，不能通過其他途徑訪問該實例