设计模式之☞单例模式

简介

单例模式（Singleton Pattern）是 程序开发 中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。

介绍

意图：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。

主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。

如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

关键代码：构造函数是私有的。

优点：

• 1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。
• 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

案例一(无线程)：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace 单例模式演示
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Singleton obj =Singleton.CreateInstance();
            Singleton obj2 = Singleton.CreateInstance();
            Singleton obj3 = Singleton.CreateInstance();
            Console.ReadKey();
        }
        /// <summary>
        /// 当把一个类的构造函数的访问修饰符设为private后，那么这个类外部就不可以被创建对象了
        /// </summary>
        public class Singleton
        {
            /// <summary>
            /// 重写构造函数
            /// </summary>
            private Singleton()
            {
                Console.WriteLine('.');
            }
            private static Singleton _instance;
            /// <summary>
            /// 创建实例
            /// </summary>
            /// <returns></returns>
            public static Singleton CreateInstance()
            {
                if (_instance==null)
                {
                    _instance = new Singleton();
                }
                return _instance;
            }
        }
    }
}

注：上述方法加入线程操作

案例二(有线程单例模式处理，效率受点影响，必须等线程执行完，才会继续执行其他的线程)：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;

namespace 单例模式之多线程
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 0; i < 1000; i++)
            {
                Thread t = new Thread(new ThreadStart(() =>
                {
                    Singleton s = Singleton.CreateInstance();
                }));
                t.Start();
            }
            Console.WriteLine("ok");
            Console.ReadKey();
        }
        /// <summary>
        /// 当把一个类的构造函数的访问修饰符设为private后，那么这个类外部就不可以被创建对象了
        /// </summary>
        public class Singleton
        {
            /// <summary>
            /// 重写构造函数
            /// </summary>
            private Singleton()
            {
                Console.WriteLine(".");
            }
            private static Singleton _instance;
            private static readonly object syn = new object();
            /// <summary>
            /// 创建实例
            /// </summary>
            /// <returns></returns>
            public static Singleton CreateInstance()
            {
                lock (syn) //加锁
                {
                    if (_instance == null)
                    {
                        _instance = new Singleton();
                    }
                }
                return _instance;
            }
        }
    }
}

案例三(推荐，既保持了单例模式，又提高了性能)：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;

namespace 单例模式之多线程最优方法
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 0; i < 1000; i++)
            {
                Thread t = new Thread(new ThreadStart(() =>
                {
                    Singleton s = Singleton.CreateInstance();
                }));
                t.Start();
            }
            Console.WriteLine("ok");
            Console.ReadKey();
        }
        /// <summary>
        /// 当把一个类的构造函数的访问修饰符设为private后，那么这个类外部就不可以被创建对象了
        /// </summary>
        public class Singleton
        {
            /// <summary>
            /// 重写构造函数
            /// </summary>
            private Singleton()
            {
                Console.WriteLine(".");
            }
            private static Singleton _instance;
            private static readonly object syn = new object();
            /// <summary>
            /// 创建实例
            /// </summary>
            /// <returns></returns>
            public static Singleton CreateInstance()
            {
                if (_instance == null)
                {
                    lock (syn) //加锁
                    {
                        if (_instance == null)
                        {
                            _instance = new Singleton();
                        }
                    }
                }
                return _instance;
            }
        }
    }
}

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