单例模式

最新推荐文章于 2021-06-10 12:08:36 发布

Microi风闲

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分类专栏：【架构】设计模式文章标签：设计模式单例模式

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本文详细介绍了单例模式的概念、特点及其实现方式，包括简单实现、线程安全、双重锁定、静态初始化和延迟初始化等，并讨论了注意事项和总结。

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单例模式

单例模式（Singleton Pattern）是最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

注意：

1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

简单实现

public sealed class Singleton
{
    private static Singleton _instance = null;

    private Singleton()
    {

    }

    public static Singleton Instance
    {
        get { return _instance ?? (_instance = new Singleton()); }
    }
}

说明：

对于线程来说不安全
单线程中已满足要求
优点：
- 由于实例是在 Instance 属性方法内部创建的，因此类可以使用附加功能
- 直到对象要求产生一个实例才执行实例化；这种方法称为“惰性实例化”。惰性实例化避免了在应用程序启动时实例化不必要的 singleton。

线程安全的

public sealed class Singleton
{
    private static Singleton _instance = null;
    private static readonly object Padlock = new object();

    private Singleton()
    {
    }

    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            lock (Padlock)
            {
                if (_instance == null)
                {
                    _instance = new Singleton();
                }

            }
            return _instance;
        }
    }
}

说明：

同一个时刻加了锁的那部分程序只有一个线程可以进入
对象实例由最先进入的那个线程创建
后来的线程在进入时（instence == null）为假，不会再去创建对象实例
增加了额外的开销，损失了性能

双重锁定

public sealed class Singleton
{
    private static Singleton _instance = null;
    private static readonly object Padlock = new object();

    private Singleton()
    {
    }

    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            if (_instance == null)
            {
                lock (Padlock)
                {
                    if (_instance == null)
                    {
                        _instance = new Singleton();
                    }

                }
            }

            return _instance;
        }
    }
}

说明：

多线程安全
线程不是每次都加锁
允许实例化延迟到第一次访问对象时发生

静态初始化

public sealed class Singleton
{
    private static readonly Singleton _instance = null;

    static Singleton()
    {
        _instance = new Singleton();
    }

    private Singleton()
    {
    }

    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            return _instance;
        }
    }
}

说明：

依赖公共语言运行库负责处理变量初始化
公共静态属性为访问实例提供了一个全局访问点
对实例化机制的控制权较少(.NET代为实现)
静态初始化是在 .NET 中实现 Singleton 的首选方法

延迟初始化

public sealed class Singleton
{
    private Singleton()
    {
    }

    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            return Nested.instance;
        }
    }

    private class Nested
    {
        internal static readonly Singleton instance = null;
        static Nested()
        {
            instance = new Singleton();
        }
    }
}

说明：