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  • (转)C# 单例模式

    文章1:

        一、多线程不安全方式实现

    public sealed class SingleInstance
       {
           private static SingleInstance instance;
           private SingleInstance() { }
           public static SingleInstance Instance
           {
               get
               {
                   if (null == instance)
                   {
                       instance = new SingleInstance();
                   }
                   return instance;
               }
           }
       }

      sealed表示SingleInstance不能被继承。其实构造函数私有化已经达到了这个效果,私有的构造函数不能被继承。为了可读性,可以加个sealed。

    不安全的单例指的是在多线程环境下可能有多个线程同时进入if语句,创建了多次单例对象。

       二、安全的单例模式

    public sealed class SingleInstance
      {
          private static volatile SingleInstance instance;
          private static readonly object obj = new object();
          private SingleInstance() { }
          public static SingleInstance Instance
          {
              get
              {
                  if (null == instance)
                  {
                      lock (obj)
                      {
                          if (null == instance)
                          {
                              instance = new SingleInstance();
                          }
                      }
     
                  }
                  return instance;
              }
          }
      }

     加锁保护,在多线程下可以确保实例值被创建一次。缺点是每次获取单例,都要进行判断,涉及到的锁和解锁比较耗资源。

    三、只读属性式

    public sealed class SingleInstance
       {
           private static readonly SingleInstance instance = new SingleInstance();
           private SingleInstance() { }
           public static SingleInstance Instance
           {
               get
               {
                   return instance;
               }
           }
       }

       借助readonly属性,instance只被初始化一次,同样达到了单例的效果。在Main函数执行第一句话之前,instance其实已经被赋值了,并不是预期的 只有到访问Instance变量时才创建对象。

    如下代码:

    class Program
       {
           static void Main(string[] args)
           {
               Console.WriteLine("Begin");
               var temp = SingleInstance.instance; ;
           }
       }
     
       public sealed class SingleInstance
       {
           public static readonly SingleInstance instance = new SingleInstance();
           private SingleInstance()
           {
               Console.WriteLine("初始化初始化!");
           }
           public static SingleInstance Instance
           {
               get return instance; }
           }
       }

      输出:

    在执行第一句代码之前,实例已经被初始化。

    解决方法是在SingleInstance中加上静态构造函数。

    public sealed class SingleInstance
       {
           public static readonly SingleInstance instance = new SingleInstance();
           static SingleInstance() { }
           private SingleInstance()
           {
               Console.WriteLine("初始化初始化!");
           }
           public static SingleInstance Instance
           {
               get return instance; }
           }
       }

      在运行输出:

       

    四、使用Lazy

    public sealed class SingleInstance
       {
           private static readonly Lazy<SingleInstance> instance = new Lazy<SingleInstance>(() => new SingleInstance());
           private SingleInstance(){}
           public static SingleInstance Instance
           {
               get
               {
                   return instance.Value;
               }
           }
       }

      Lazy默认是线程安全的。MSDN描述如下:

     Will the lazily initialized object be accessed from more than one thread? If so, the Lazy<T> object might create it on any thread. You can use one of the simple constructors whose default behavior is to create a thread-safe Lazy<T> object, so that only one instance of the lazily instantiated object is created no matter how many threads try to access it. To create a Lazy<T> object that is not thread safe, you must use a constructor that enables you to specify no thread safety.

    五、泛型单例

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Begin");
            mySingle.Instance.age = 500;
            Console.WriteLine(mySingle.Instance.age);
        }
    }
     
    public abstract class SingleInstance<T>
    {
        private static readonly Lazy<T> _instance = new Lazy<T>(() =>
            {
                var ctors = typeof(T).GetConstructors(BindingFlags.Instance| BindingFlags.NonPublic| BindingFlags.Public);
                if (ctors.Count() != 1)
                    throw new InvalidOperationException(String.Format("Type {0} must have exactly one constructor."typeof(T)));
                var ctor = ctors.SingleOrDefault(c => c.GetParameters().Count() == 0 && c.IsPrivate);
                if (ctor == null)
                    throw new InvalidOperationException(String.Format("The constructor for {0} must be private and take no parameters."typeof(T)));
                return (T)ctor.Invoke(null);
            });
        public static T Instance
        {
          getreturn _instance.Value;}
        }
    }
     
    public class mySingle : SingleInstance<mySingle>
    {
        private mySingle() { }
        public int age;
    }
    文章2:

    什么是单例模式?

    1.简单的思路就是, 创建对象单例的动作转移到另外的行为上面, 利用一个行为去创建对象自身, 如下: 

    复制代码
       public class Singleton
        {
            private static Singleton _Singleton = null;
            public static Singleton CreateInstance()
            {
                if (_Singleton == null)
                {
    Console.WriteLine("被创建"); _Singleton = new Singleton(); } return _Singleton; } }
    复制代码

    这样写看上去是没有问题, 但是有没有那种可能, 同时两个动作都判断这个对象为空, 那么这个对象就会被创建2次?是的, 多线程中, 这样是无法保证单例。

    就像这样, 同时创建多个线程去创建这个对象实例的时候, 会被多次创建, 这个时候, 对代码改进一下。

    复制代码
        public class Singleton
        {
            private static Singleton _Singleton = null;
            private static object Singleton_Lock = new object(); //锁同步
            public static Singleton CreateInstance()
            {
                    lock (Singleton_Lock)
                    {
                Console.WriteLine("路过"); if (_Singleton == null) {
                  Console.WriteLine("被创建"); _Singleton = new Singleton(); } } return _Singleton; } }
    复制代码

    调试代码:

    复制代码
                   TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();
                    List<Task> taskList = new List<Task>();
    
                    for (int i = 0; i < 5; i++)
                    {
                        taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
                         {
                             Singleton singleton = Singleton.CreateInstance(); 
                         }));
                    }
    复制代码

    结果:

    上面, 我们创建了多个线程,同时去创建这个对象的实例, 在第二次,对象命名已经被创建了, 尽管只创建了一次满足了我们的需求, 但是我们已知对象被创建了, 还需要进来做不必要的动作吗?

    我们都知道, 同步锁为了达到预期的效果, 也是损耗了性能的, 那么下面的输出, 很显然是没必要的动作, 所以我们优化一下。

    复制代码
        public class Singleton
        {
            private static Singleton _Singleton = null;
            private static object Singleton_Lock = new object();
            public static Singleton CreateInstance()
            {
                if (_Singleton == null) //双if +lock
    { lock (Singleton_Lock) { Console.WriteLine("路过。"); if (_Singleton == null) { Console.WriteLine("被创建。"); _Singleton = new Singleton(); } } } return _Singleton; } }
    复制代码

    结果:

    很显然, 这样达到了我们的预期, 对象在被创建后, 就没必要做多余的行为。

    利用静态变量实现单例模式

    复制代码
        public class SingletonThird
        {
            /// <summary>
            /// 静态变量
    /// </summary> private static SingletonThird _SingletonThird = new SingletonThird(); public static SingletonThird CreateInstance() { return _SingletonThird; } }
    复制代码

    是不是觉得很优雅, 利用静态变量去实现单例,  由CLR保证,在程序第一次使用该类之前被调用,而且只调用一次

    PS: 但是他的缺点也很明显, 在程序初始化后, 静态对象就被CLR构造了, 哪怕你没用

    利用静态构造函数实现单例模式

    复制代码
        public class SingletonSecond
        {
            private static SingletonSecond _SingletonSecond = null;
    
            static SingletonSecond()
            {
    _SingletonSecond = new SingletonSecond(); } public static SingletonSecond CreateInstance() { return _SingletonSecond; } }
    复制代码

    静态构造函数:只能有一个,无参数的,程序无法调用 。

    同样是由CLR保证,在程序第一次使用该类之前被调用,而且只调用一次

    同静态变量一样, 它会随着程序运行, 就被实例化, 同静态变量一个道理。

    文章分别转载自https://www.cnblogs.com/lh218/p/4713599.html、https://www.cnblogs.com/zh7791/p/7930342.html
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/yeshenmeng/p/9430285.html
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