继承实现单例模式的探索（二）

前言

本篇文章继续探索通过继承实现单例模式的可行方案，这次的方案将采用反射机制隐式创建派生类实例，示例代码为C#。

代码

v1.0

using System.Reflection;

/// <summary>
/// 单例模式基类
/// </summary>
/// <typeparam name="T">单例类型</typeparam>
public abstract class Singleton<T>
where T : class
{
    public static T instance => _instance.Value;
    static readonly Lazy<T> _instance = new Lazy<T>(Create);

#pragma warning disable CS8603
    static T Create()
    {
        return Activator.CreateInstance(typeof(T),
        BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance,
        null, null, null) as T;
    }
#pragma warning restore CS8603
}

v1.1 

/// <summary>
/// 单例模式基类
/// </summary>
/// <typeparam name="T">单例类型</typeparam>
public abstract class Singleton<T>
where T : class
{
    public static T instance => _instance?.Value;
    static Lazy<T> _instance = new Lazy<T>(Create);
    static bool _isReleased = false;

    static T Create()
    {
        return Activator.CreateInstance(typeof(T),
        BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance,
        null, null, null) as T;
    }

    public void Release()
    {
        if (_isReleased) return;
        _isReleased = true;
        OnRelease();
        _instance = null;
    }

    protected abstract void OnRelease();
}

/// <summary>
/// 单例模式基类
/// </summary>
/// <typeparam name="T">单例类型</typeparam>
/// <typeparam name="I">单例类型的接口类型</typeparam>
public abstract class Singleton<T, I>
where T : class, I
where I : ISingleton
{
    public static I instance => _instance?.Value;
    static Lazy<T> _instance = new Lazy<T>(Create);
    static bool _isReleased = false;

    static T Create()
    {
        return Activator.CreateInstance(typeof(T),
        BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance,
        null, null, null) as T;
    }

    public void Release()
    {
        if (_isReleased) return;
        _isReleased = true;
        OnRelease();
        _instance = null;
    }

    protected abstract void OnRelease();
}

/// <summary>
/// 单例接口
/// </summary>
public interface ISingleton
{
    /// <summary>
    /// 释放
    /// </summary>
    public void Release();
}

优缺点分析

优点	1.继承实现单例模式； 2.按需加载，延迟初始化； 3.线程安全； 4.可以通过单例基类规范统一标准； 5.派生类的无参构造函数用于初始化； 6.将派生类实例创建权限交由派生类本身决定，通常，为遵循单例模式的原则应向外部关闭通过new关键字显式调用构造函数的权限，但这对派生类而言并非硬性要求；
缺点	1.反射开销； 2.派生类必须具备无参构造函数，且无参构造函数需要向单例基类提供可进行反射访问的权限；

使用建议

1.在使用单例时应统一通过"类名.instance"的方式访问，而不应为单例所代理的实例创建引用副本，例如单例类型为T，"static T instance = 类名.instance"的用法是不推荐的，因为单例通过Release方法显式释放后，其代理的实例也应向GC标记为回收，而外部继续保持其引用则会阻止回收并可能因此导致其它问题，例如所代理的实例包含非托管资源时，若外部引用未进行显式释放则会导致内存泄漏。Release方法的本质在于向外部提供提前释放单例的途径，但并不能完全保证其所代理的实例一定会立刻释放，这取决于是否存在上述情况。

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2.在显式调用Release方法释放单例后，不应也不能再继续使用该单例，否则会触发空引用的异常。

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3.对于包含非托管资源的单例派生类应该在OnRelease回调方法和析构函数（终结器）中管理托管和非托管资源的释放，可以参考C#官网对于IDisposable对象的标准写法。

版本改进

版本号	改进内容
v1.1	1.添加了以接口类型公开单例对象的基类； 2.添加了显式释放单例的方法及其回调。
...	......

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