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