Singleton

单例模式：保证进程中，某个类只有一个实例。

要做到单例，必须要解决一下几个问题：

1 怎么保证呢？怎么样强制保证呢？

单例模式的三部曲：A.构造方法私有化，防止外部对它实例化。B. 静态对象、方法的申明。C.判断对象是否为空，为空则创建对象，最后返回对象。

示例代码：

/// <summary>
    /// 单例类：一个构造对象很耗时耗资源类型
    /// 懒汉式单例模式
    /// </summary>
    public class Singleton
    {
        /// <summary>
        /// 构造函数耗时耗资源
        /// </summary>
        private Singleton()
        {
            18             Console.WriteLine("{0}被构造一次", this.GetType().Name);
        }
        /// <summary>
        /// 3 全局唯一静态  重用这个变量
        /// </summary>
        private static volatile Singleton _Singleton = null;
        //volatile 促进线程安全 让线程按顺序操作
        private static readonly object Singleton_Lock = new object();
        /// <summary>
        /// 2 公开的静态方法提供对象实例
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static Singleton CreateInstance()
        {
            if (_Singleton == null)//保证只实例化一次
           {
            _Singleton = new Singleton();
           }46             return _Singleton;
        }
    }

调用：Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(singleton1, singleton2));  控制台输出ture,则说明这个两个对象是同一个对象。

 static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                //为什么要有单例设计模式？
                //构造对象耗时耗资源，很多地方都需要去new， 这个方法 其他方法  其他类
                //想避免重复构造，公开静态字段 
                //1 提前构造  2 没办法保证都是用这个(其他人还是new了一下) 
                //Singleton singleton = new Singleton();
                //singleton.Show();

                //{
                //    ////保证进程中，某个类只有一个实例
                //    ////1 构造函数私有化 避免别人还去new
                //    ////2 公开的静态方法提供对象实例
                //    ////3 初始化一个静态字段用于返回 保证全局都是这一个
                 Singleton singleton1 = Singleton.CreateInstance();
                 Singleton singleton2 = Singleton.CreateInstance();
                 Singleton singleton3 = Singleton.CreateInstance();
                      Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(singleton1, singleton2));
                      Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(singleton3, singleton2));
                 }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
            }
            Console.Read();
        }

多线程调用：控制台输出 对象被构造了五次，这时候就会发现结果和我们预期的不一样了。

{
       for (int i = 0; i < 5; i++)
       {
          Task.Run(() =>//启动线程完成--5个线程并发执行，同时去执行这个方法
           {
            Singleton singleton1 = Singleton.CreateInstance();
             singleton1.Show();
           });
      }
} 

对上述单例模式进行改造，要求是满足多线程使用场景、单线程使用场景。

/// <summary>
    /// 单例类：一个构造对象很耗时耗资源类型
    /// 懒汉式单例模式
    /// </summary>
    public class Singleton
    {
        /// <summary>
        /// 构造函数耗时耗资源
        /// </summary>
        private Singleton()
        {
            long lResult = 0;
            for (int i = 0; i < 10000000; i++)
            {
                lResult += i;
            }
            Thread.Sleep(2000);
            Console.WriteLine("{0}被构造一次", this.GetType().Name);
        }
        /// <summary>
        /// 3 全局唯一静态  重用这个变量
        /// </summary>
        private static volatile Singleton _Singleton = null;
        //volatile 促进线程安全 让线程按顺序操作
        private static readonly object Singleton_Lock = new object();
        /// <summary>
        /// 2 公开的静态方法提供对象实例
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static Singleton CreateInstance()
        {
            if (_Singleton == null)//是_Singleton已经被初始化之后，就不要进入锁等待了
            {
                lock (Singleton_Lock)
                //保证任意时刻只有一个线程进入lock范围
                //也限制了并发，尤其是_Singleton已经被初始化之后
                {
                    //Thread.Sleep(1000);
                    //Console.WriteLine("等待锁1s之后才继续。。。");
                    if (_Singleton == null)//保证只实例化一次
                    {
                        _Singleton = new Singleton();
                    }
                }
            }
            return _Singleton;
        }

        //既然是单例，大家用的是同一个对象，用的是同一个方法，那还会并发吗  还有线程安全问题吗？
        public int iTotal = 0;
        public void Show()
        {
            //lock (Singleton_Lock)
            //{
                this.iTotal++;
            //}
        }

        public static void Test()
        {
            Console.WriteLine("Test1");
            Console.WriteLine(_Singleton.iTotal);
        }

    }

多线程调用： 

 Thread.Sleep(10000);
  Console.WriteLine("第一波多线程后，再度来请求实例");
     for (int i = 0; i < 5; i++)
     {
           Task.Run(() =>//启动线程完成--5个线程并发执行，同时去执行这个方法
           {
               Singleton singleton1 = Singleton.CreateInstance();
               singleton1.Show();
            });
     }

注意：多线程中单例的使用 最主要的是 双重if判断，和加锁。内层if判断的作用是第一次调用实例化一次，下次在调用的时候不用实例化对象。加锁的作用说保证线程安全（加锁后就变成的单线程，第一个线程没有处理完，后面的线程都需要等待，这个时候就使用多线程就失去了意义），为了解决加锁后编程单线程问题，所以在锁外面在加一层If判断，多线程操作程序会并发执行，当第一个线程已经创建了对象 ，其他线程进入方法是检测到对象已经不为空后，直接返回对象。这样就不用等待，提高了程序的效率。

饿汉式单例

  

/// <summary>
    /// 单例类：一个构造对象很耗时耗资源类型
    /// 
    /// 饿汉式
    /// </summary>
    public class SingletonSecond
    {
        /// <summary>
        /// 1 构造函数耗时耗资源
        /// </summary>
        private SingletonSecond()
        {
            long lResult = 0;
            for (int i = 0; i < 10000000; i++)
            {
                lResult += i;
            }
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine("{0}被构造一次", this.GetType().Name);
        }
        /// <summary>
        /// 静态构造函数:由CLR保证，程序第一次使用这个类型前被调用，且只调用一次
        /// 
        /// 检测，初始化
        /// 写日志功能的文件夹检测
        /// XML配置文件
        /// </summary>
        static SingletonSecond()
        {
            _SingletonSecond = new SingletonSecond();
            Console.WriteLine("SingletonSecond 被启动");
        }


        private static SingletonSecond _SingletonSecond = null;
        public static SingletonSecond CreateInstance()
        {
            return _SingletonSecond;
        }//饿汉式  只要使用类就会被构造

        /// <summary>
        /// 原型模式:解决对象重复创建的问题
        /// 通过MemberwiseClone来clone新对象，内存操作，直接复制的，避免重复创建
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static SingletonSecond CreateInstancePrototype()
        {
            SingletonSecond second = (SingletonSecond)_SingletonSecond.MemberwiseClone();
            return second;
        }

        public static void Test()
        {
            Console.WriteLine("Test2");
        }



        public int iTotal = 0;
        public void Show()
        {
            this.iTotal++;
        }

    }

第三种单例模式 ：

/// <summary>
    /// 单例类：一个构造对象很耗时耗资源类型
    /// 饿汉式
    /// </summary>
    public class SingletonThird
    {
        /// <summary>
        /// 构造函数耗时耗资源
        /// </summary>
        private SingletonThird()
        {
            long lResult = 0;
            for (int i = 0; i < 10000000; i++)
            {
                lResult += i;
            }
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine("{0}被构造一次", this.GetType().Name);
        }

        /// <summary>
        /// 静态字段：在第一次使用这个类之前，由CLR保证，初始化且只初始化一次
        /// 这个比今天构造函数还早
        /// </summary>
        private static SingletonThird _SingletonThird = new SingletonThird();//打印个日志
        public static SingletonThird CreateInstance()
        {
            return _SingletonThird;
        }//饿汉式  只要使用类就会被构造


        public void Show()
        {
            Console.WriteLine("这里是{0}.Show", this.GetType().Name);
        }

    }

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