• .Net设计模式之单件模式(Singleton Pattern)


    1.代码示例(.Net实现)

    public class CShapeSingleton 
    {
      private static CShapeSingleton mySingleton=null;
      private CShapeSingleton(){};
      public static GetCShapeSingleton()
      {
        if(mySingleton==null)
        {
          mySingleton=new CShapeSingleton();
        }
        return mySingleton;
      }
    }

    2.意图

    单件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。

    3.使用场合
    当类型只能有一个实例存在,并且可以在全局访问时。这个唯一的实例应该可以通过子类实现扩展,并且用户无须更改代码即可使用。

    4.结构
    单件模式的结构非常简单,包括防止其他对象创建实例的私有构造函数、保存唯一实例的私有变量和全局访问接口等。

    5.效果
    单件提供了全局唯一的访问入口,因此易于控制可能放生的冲突。


    6.全局变量与单件
    能否用一个全局变量来代替单件模式?我们定义一个静态的窗体全局变量,在应用启动时初始化这个变量,然后可以在程序的任何地方使用这个变量。如果我们关闭了这个窗体,会发现将无法打开,因为窗体的实例已经被销毁。唯一的傍法是创建一个新窗体,因为无法知道哪些模块会调用这个窗体,因为在所有可能的地方都要判断这个窗体是否已经被销毁?是否需要重新创建?系统维护量可想而知。
    可以看出,单件模式维护了自身的实例化,在使用时是安全的。一个全局对象无法自行维护,也就无法避免重复创建多个实例,系统资源会被大量占用。更糟的是在很多情况下回出现逻辑问题,当这些对象访问相同的资源时,会发生访问冲突。

    7.多线程下的单件模式

    在单线程的情况下,确实可以保证只有一个实例,但是在多线程的情况下,就会发生意想不到的情况。

    public class Singleton
        {
            private static Singleton instance;
            private static readonly object SyncRoot = new object();          ///程序运行时创建一个静态的只读对象
            private Singleton(){}
            public static Singleton GetInstance()
            {
                ///双重锁定   先判断实例是否存在,不存在再加锁处理
                ///这样不用让线程每次都加锁,保证了线程安全,也提高了性能
                if (instance == null)   
                {
                    lock (SyncRoot)   ///在同一个程序加了锁的那部分程序只有一个线程可以加入
                    {
                ///若实例不存在,则new一个新实例,否则返回已有的实例      
                        if (instance == null)
                        {
                            instance = new Singleton();
                        }
                    }
                }
                return instance;
            }
        }

    说明:

    构造方法private Singleton(){},让其private,这样就堵死了外界利用new创建此类实例的可能

    public static Singleton GetInstance() 此方法是获得本类实例的唯一全局访问点

    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(即被阻止),直到该对象被释放。


    8.单件与实例类中的静态方法

    其实咋实际应用当中,C#与公共语言运行库也提供了一种“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它是不安全的问题。

     public sealed class Singletons
        {
            private static readonly Singletons instance = new Singletons();   
            private Singletons() { }
            public static Singletons GetInstance()
            {
                return instance;
            }
        }

    通过sealed修饰符来修饰类,是阻止发生派生,而派生可能会增加实例

    在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初始化。并通过readonly标记instance变量,这意味着只能在静态初始化期间或在类构造函数中分配变量。由于这种静态初始化的方式是在自己被加载时就将自己实例化,所以被形象的称之为饿汉式单例类,上面的单例模式处理方式是要在第一次被引用时,才会将自己实例化,所以就被成为懒汉式单例类。

    两种实现方式比较:

    饿汉式,即静态初始化的方式,它是类一加载就实例化对象,所以要提前占用系统资源。然后懒汉式,又会面临着多线程访问的安全性问题,需要做双重锁定这样的处理才可以保证安全。送一到底使用哪一种方式,取决于实际的需求。从C#语言的角度来讲,饿汉式的单例类已经足够满足我们的需求了。



    9.相关模式
    (1)工厂模式:一个应用中的工厂对象经常是一个单件。
    (2)外观:与其它子系统接口的业务外观对象经常是一个单间。

    参考:

    单件模式(Singleton Pattern): http://www.cnblogs.com/aehyok/archive/2013/05/08/3066127.html

    设计模式之一(单例模式): http://www.cnblogs.com/williambirkin/archive/2007/01/10/616303.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/8090sns/p/SingletonPattern.html
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