c# 设计模式之单例模式

单例模式：一个类在内存中只有一个对象（实例），并且提供一个可以全局访问或者获取这个对象的方法。

这两天学的，写了个小例子，问了同事一些关于线程的问题，还有从网上查了一些资料。还犯了一些低级的错误。

vs2017控制台输出文字乱码，从网上找了一些方法不管用，最后发现是自己新建项目选错模板了，选择了.NET CORE的模板，所以才会输出乱码，大家一定要吸取教训。

直接上代码

演示类，Person.cs

    public class Person
    {
        /// <summary>
        /// 实例化一个私有静态变量，存储类本身的实例
        /// </summary>
        private static Person _person  = null;

        /// <summary>
        /// 构造函数
        /// </summary>
        private Person()
        {
            Console.WriteLine("构造了一个{0}",GetType().Name);
        }
　　　　　　
        public static Person GetInstance()
        {
            if(_person == null)
                _person = new Person();
            return _person;
        }    
    }

客户端代码：

{
  var person1 = Person.GetInstance();
  var person2 = Person.GetInstance();
  var person3 = Person.GetInstance();
  Console.WriteLine("person1 == person2：{0}", object.ReferenceEquals(person1, person2));
}

输出结果：

只输出了一次，两个对象引用相等。说明单例模式没问题。

 进阶：

 public class Person
 {
        /// <summary>
        /// 实例化一个私有静态变量，存储类本身的实例
        /// </summary>
        private static Person _person  = null;

        /// <summary>
        /// 构造函数
        /// </summary>
        private Person()
        {
            Console.WriteLine("构造了一个{0}",GetType().Name);
        }

        public static Person GetInstance()
        {
            if (_person == null)
                _person = new Person();
            return _person;
        }
}

客户端调用代码：

           {
                Person person1 = null;
                Person person2 = null;
                Person person3 = null;
                //多线程下可以输出多次
                var thread1 = new Thread(() => { person1 = Person.GetInstance(); });
                var thread2 = new Thread(() => { person2 = Person.GetInstance(); });
                var thread3 = new Thread(() => { person3 = Person.GetInstance(); });
                thread1.Start();
                thread2.Start();
                thread3.Start();
                Thread.Sleep(1000);//等待子线程完成
                Console.WriteLine("person1 == person2：{0}", object.ReferenceEquals(person1, person2));
            }

输出结果：

输出了多次，引用也不相等。说明多次实例化这个类，单例模式写的不完全正确，那让我们加上线程安全验证。

继续进阶： 

 public class Person
 {
        /// <summary>
        /// 实例化一个私有静态变量，存储类本身的实例
        /// </summary>
        private static Person _person  = null;

        /// <summary>
        /// 作为锁的对象，使用私有的、静态的并且是只读的对象
        /// </summary>
        private static readonly object _obj = new object();

        /// <summary>
        /// 构造函数
        /// </summary>
        private Person()
        {
            Console.WriteLine("构造了一个{0}",GetType().Name);
        }

        /// <summary>
        /// 获取类唯一的实例对象
        /// </summary>
        public static Person GetInstance()
        {
            if (_person == null)//先判断是否为空
            {
                lock (_obj)//再判断下是否有别的线程在使用
                {
                    if (_person == null)//等其他线程使用完成后再判断是否为空
                    {
                        _person = new Person();
                    }
                }
            }
            return _person;
        }
  }

客户端调用代码：

            {
                //使用锁，锁住的对象:使用私有的、静态的并且是只读的对象
                Person person1 = null;
                Person person2 = null;
                Person person3 = null;
                //多线程下可以输出多次
                var thread1 = new Thread(() => { person1 = Person.GetInstance(); });
                var thread2 = new Thread(() => { person2 = Person.GetInstance(); });
                var thread3 = new Thread(() => { person3 = Person.GetInstance(); });
                thread1.Start();
                thread2.Start();
                thread3.Start();
                Thread.Sleep(1000);//等待子线程完成
                Console.WriteLine("person1 == person2：{0}", object.ReferenceEquals(person1, person2));
            }

输出结果：

输出一次，引用相等，说明单例模式成功，线程安全已经加上。

进阶2

可以使用静态构造函数作为单例模式：

    public class Person
    {
        /// <summary>
        /// 实例化一个私有静态变量，存储类本身的实例
        /// </summary>
        private static Person _person  = null;

        /// <summary>
        /// 构造函数
        /// </summary>
        private Person()
        {
            Console.WriteLine("构造了一个{0}",GetType().Name);
        }
        
        /// <summary>
        /// 静态构造函数,只执行一次
        /// </summary>
        static Person()
        {
            _person = new Person();
        }
        
        /// <summary>
        /// 获取类的实例
        /// </summary>
        public static Person GetInstance()
        {
            return _person;
        }
    }

客户端代码：

         {
                //使用锁，锁住的对象:使用私有的、静态的并且是只读的对象
                //使用静态构造函数，在里面初始化person对象
                Person person1 = null;
                Person person2 = null;
                Person person3 = null;
                //多线程下可以输出多次
                var thread1 = new Thread(() => { person1 = Person.GetInstance(); });
                var thread2 = new Thread(() => { person2 = Person.GetInstance(); });
                var thread3 = new Thread(() => { person3 = Person.GetInstance(); });
                thread1.Start();
                thread2.Start();
                thread3.Start();
                Thread.Sleep(1000);//等待子线程完成
                Console.WriteLine("person1 == person2：{0}", object.ReferenceEquals(person1, person2));
            }

输出结果：

 输出一次，引用相等，静态构造函数也可以作为单例模式实现的一种方法。