(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
原文地址:https://www.cnblogs.com/yeshenmeng/p/9430285.html