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单例模式

时间:2016-05-05 12:39:15      阅读:168      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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单例模式:保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

通常我们可以让一个全局变量使得同一个对象被访问,但是它不能防止你实例化多个对象,一个最好的办法就是,让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其它实例可以被创建,并且它可以提供一个访问该实例的方法。

举例如下:

    /// <summary>
    /// 普通的单例模式
    /// 通过将构造函数私有化,并提供私有静态变量和静态方法达到对实例化的控制
    /// 这种方式生成的对象是在使用时才被实例化,因此被称为懒汉式
    /// </summary>
    class CommonSingleton
    {
        private static CommonSingleton instance;

        private CommonSingleton()
        { }

        public static CommonSingleton GetInstance()
        {
            if (instance == null)
            {
                instance = new CommonSingleton();
            }
            return instance;
        }
    }

 客户端调用:

            CommonSingleton commonSingleton1 = CommonSingleton.GetInstance();
            CommonSingleton commonSingleton2 = CommonSingleton.GetInstance();

            if (commonSingleton1==commonSingleton2)
            {
                Console.WriteLine("commonSingleton is the same one."); 
            }

运行结果为:  commonSingleton is the same one.

 

在多线程的程序中,多个线程同时访问Singleton的GetInstance()放法,还是有可能造成创建多个实例,这是需要引入锁(lock)机制,lock是确保当一个线程位于代码的临界区时,另一个线程不进入临界区,如果其他线程试图进入锁定的代码,则它将一直等待,直到该对象被释放,举例如下:

class LockSingleton
    {
        private static LockSingleton instance;
        //程序运行时创建的一个静态只读的进程辅助对象
        private static readonly object syncRoot = new object();

        private LockSingleton()
        { }

        public static LockSingleton GetInstance()
        {
            
            lock (syncRoot)
            {
                //同一个时刻,这部分程序只有一个线程可以进入
                if (instance == null)
                {
                    instance = new LockSingleton();
                }
                return instance;
            }

        }
    }

这段代码使得对象的创建由最先进入的那个线程创建,以后的线程在进入时不会再创建对象实例了。

但是每次调用GetInstance方法时都需要Lock,即线程直线可能会被阻塞,这会影响性能,更好的办法是采用双重锁定,举例如下:

    /// <summary>
    /// Double-Check Locking
    /// 对锁定方法的改进,仅在实例为null时加锁,提高了代码的效率
    /// </summary>
    class DoubleCheckLockSingleton
    {
        private static DoubleCheckLockSingleton instance;
        private static readonly object syncRoot = new object();

        private DoubleCheckLockSingleton()
        { }

        public static DoubleCheckLockSingleton GetInstance()
        {
            //先判断实例是否存在,不存在再加锁处理
            if (instance == null)
            {
                lock (syncRoot)
                {
                    if (instance == null)
                    {
                        instance = new DoubleCheckLockSingleton();
                    }

                }
            }
            return instance;
        }
    }

 这样即提高了效率,又解决了多线程下的单例问题。

在C#中提供了一种“静态初始化”方法,这种方法不需要开发人员显示的编写线程安全代码,即可解决多线程环境下的不安全问题,举例如下:

    /// <summary>
    /// 静态初始化方法实现单例模式
    /// 使用sealed关键字避免类的继承,使用readonly使得变量只能在静态初始化期间或类构造函数中分配变量
    /// 私有的构造方法使得不能再类本身以外的地方实例化Singleton类
    /// 这种方法中的实例是在类被加载时就实例化,因此被称为饿汉模式
    /// </summary>
    sealed class Singleton
    {
        //第一次引用类的任何成员时创建实例,公共语言运行库负责处理变量的初始化
        private static readonly Singleton instance = new Singleton();

        private Singleton()
        { }

        public static Singleton GetInstance()
        {
            return instance;
        }
    }

 由于饿汉式即静态初始化方式是在类一加载就实例化对象,所以要提前占用系统资源,而懒汉式又需要双重锁定机制保证线程安全,所以采用哪种方式,取决于实际需要。从C#语言角度来讲,饿汉式的单例类已经能够满足我们的需求了。 

  

 

单例模式

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原文地址:http://www.cnblogs.com/angela217/p/5461261.html

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