单例模式是二十多种设计模式中最为常见且简单的模式(没有之一),也有面试时要求考察单例模式,虽然简单,但也有不少地
方能够成为考察点。下面附上5种写法,均摘自《剑指offer》。
1.单线程环境默认单例的写法
public sealed class Singleton1
{
private Singleton1()
{
}
private static Singleton1 instance = null;
public static Singleton1 Instance
{
get {
if (instance == null)
instance = new Singleton1();
return instance;
}
}
}
思路:私有化构造函数,私有化一个类级别的本类实例,CTRL R+E得到get set方法,删除set方法,判实例是否为空,是则
初始化,最后返回实例。
问题:单线程下是没毛病的,多线程情况的话就会有多个线程同时访问时访问,那么判断instance==null这句代码就不稳定
了。
2.多线程版本,有效工作,但效率不高
public sealed class Singleton2
{
private Singleton2()
{
}
private static readonly object syncObj = new object();
private static Singleton2 instance = null;
public static Singleton2 Instance
{
get
{
lock (syncObj)
{
if (instance == null)
instance = new Singleton2();
}
return instance;
}
}
}
思路:与上例机会相似,为了防止多线程同时访问,所以加锁判断唯一访问者,即来一个类级别只读的object对象(直接实例
化),在判断instance==null之前,加锁object对象。其他没变化。
问题:该访问的弱点在于加锁的那句代码相当伤性能,如果早已把单例做了出来,就没必要每次都锁。
3.多线程优化版本
public sealed class Singleton3
{
private Singleton3()
{
}
private static object syncObj = new object();
private static Singleton3 instance = null;
public static Singleton3 Instance
{
get
{
if (instance == null)
{
lock (syncObj)
{
if (instance == null)
instance = new Singleton3();
}
}
return instance;
}
}
}
思路:在上例的基础上,优化了对已成单例的对象减少了加锁的性能损失。
问题:到这一步,其实已经解决了单例模式所要求的功能和性能实现,但还有更好的解法。
4.静态构造函数实现单例
public sealed class Singleton4
{
private Singleton4()
{
}
private static Singleton4 instance = new Singleton4();
public static Singleton4 Instance
{
get
{
return instance;
}
}
}
思路:C#是在调用静态构造函数时初始化静态变量,.NET运行时能够确保只调用一次静态构造函数,这样就能保证只初始化一次
instance。
问题:由于C#中调用静态构造函数是不受控制的,而是.NET运行时发现第一次使用一个类型的时候自动机构调用该类型的时候
自动调用该类型的静态构造函数。所以,使用这种方式,可能会过早创建实例,占内存。
5.实例时间可控的单例版本,算是对上例的改良,但意义不那么大
public sealed class Singleton5
{
private Singleton5()
{
}
public static Singleton5 Instance
{
get
{
return Nested.instance;
}
}
class Nested
{
static Nested()
{
}
internal static readonly Singleton5 instance = new Singleton5();
}
}
思路:在目标类中私有构造函数,在该类里面在搞一个类(类中类),类中类搞个静态构造函数,并加一句
internal static readonly Singleton5 instance=new Singleton5();
其实上例核心也是这句,即静态成员在静态函数调用下创建,之所以要搞一个类中类,是为了要用的时候才实例出来,
避免了上例创建了大半天没用却占内存的尴尬。
问题:罕见写法,属骚操作,个人还是喜欢第4种方法的简单易用。