文章1:
一、多线程不安全方式实现
public
sealed
class
SingleInstance
{
private
static
SingleInstance instance;
private
SingleInstance() { }
public
static
SingleInstance Instance
{
get
{
if
(
null
== instance)
{
instance =
new
SingleInstance();
}
return
instance;
}
}
}
sealed表示SingleInstance不能被继承。其实构造函数私有化已经达到了这个效果,私有的构造函数不能被继承。为了可读性,可以加个sealed。
不安全的单例指的是在多线程环境下可能有多个线程同时进入if语句,创建了多次单例对象。
二、安全的单例模式
public
sealed
class
SingleInstance
{
private
static
volatile
SingleInstance instance;
private
static
readonly
object
obj =
new
object
();
private
SingleInstance() { }
public
static
SingleInstance Instance
{
get
{
if
(
null
== instance)
{
lock
(obj)
{
if
(
null
== instance)
{
instance =
new
SingleInstance();
}
}
}
return
instance;
}
}
}
加锁保护,在多线程下可以确保实例值被创建一次。缺点是每次获取单例,都要进行判断,涉及到的锁和解锁比较耗资源。
三、只读属性式
public
sealed
class
SingleInstance
{
private
static
readonly
SingleInstance instance =
new
SingleInstance();
private
SingleInstance() { }
public
static
SingleInstance Instance
{
get
{
return
instance;
}
}
}
借助readonly属性,instance只被初始化一次,同样达到了单例的效果。在Main函数执行第一句话之前,instance其实已经被赋值了,并不是预期的 只有到访问Instance变量时才创建对象。
如下代码:
class
Program
{
static
void
Main(
string
[] args)
{
Console.WriteLine(
"Begin"
);
var
temp = SingleInstance.instance; ;
}
}
public
sealed
class
SingleInstance
{
public
static
readonly
SingleInstance instance =
new
SingleInstance();
private
SingleInstance()
{
Console.WriteLine(
"初始化初始化!"
);
}
public
static
SingleInstance Instance
{
get
{
return
instance; }
}
}
输出:
在执行第一句代码之前,实例已经被初始化。
解决方法是在SingleInstance中加上静态构造函数。
public
sealed
class
SingleInstance
{
public
static
readonly
SingleInstance instance =
new
SingleInstance();
static
SingleInstance() { }
private
SingleInstance()
{
Console.WriteLine(
"初始化初始化!"
);
}
public
static
SingleInstance Instance
{
get
{
return
instance; }
}
}
在运行输出:
四、使用Lazy
public
sealed
class
SingleInstance
{
private
static
readonly
Lazy<SingleInstance> instance =
new
Lazy<SingleInstance>(() =>
new
SingleInstance());
private
SingleInstance(){}
public
static
SingleInstance Instance
{
get
{
return
instance.Value;
}
}
}
Lazy默认是线程安全的。MSDN描述如下:
Will the lazily initialized object be accessed from more than one thread? If so, the Lazy<T> object might create it on any thread. You can use one of the simple constructors whose default behavior is to create a thread-safe Lazy<T> object, so that only one instance of the lazily instantiated object is created no matter how many threads try to access it. To create a Lazy<T> object that is not thread safe, you must use a constructor that enables you to specify no thread safety.
五、泛型单例
class
Program
{
static
void
Main(
string
[] args)
{
Console.WriteLine(
"Begin"
);
mySingle.Instance.age = 500;
Console.WriteLine(mySingle.Instance.age);
}
}
public
abstract
class
SingleInstance<T>
{
private
static
readonly
Lazy<T> _instance =
new
Lazy<T>(() =>
{
var
ctors =
typeof
(T).GetConstructors(BindingFlags.Instance| BindingFlags.NonPublic| BindingFlags.Public);
if
(ctors.Count() != 1)
throw
new
InvalidOperationException(String.Format(
"Type {0} must have exactly one constructor."
,
typeof
(T)));
var
ctor = ctors.SingleOrDefault(c => c.GetParameters().Count() == 0 && c.IsPrivate);
if
(ctor ==
null
)
throw
new
InvalidOperationException(String.Format(
"The constructor for {0} must be private and take no parameters."
,
typeof
(T)));
return
(T)ctor.Invoke(
null
);
});
public
static
T Instance
{
get
{
return
_instance.Value;}
}
}
public
class
mySingle : SingleInstance<mySingle>
{
private
mySingle() { }
public
int
age;
}
文章2:
什么是单例模式?
1.简单的思路就是, 创建对象单例的动作转移到另外的行为上面, 利用一个行为去创建对象自身, 如下:
public class Singleton { private static Singleton _Singleton = null; public static Singleton CreateInstance() { if (_Singleton == null) {
Console.WriteLine("被创建"); _Singleton = new Singleton(); } return _Singleton; } }
这样写看上去是没有问题, 但是有没有那种可能, 同时两个动作都判断这个对象为空, 那么这个对象就会被创建2次?是的, 多线程中, 这样是无法保证单例。
就像这样, 同时创建多个线程去创建这个对象实例的时候, 会被多次创建, 这个时候, 对代码改进一下。
public class Singleton { private static Singleton _Singleton = null; private static object Singleton_Lock = new object(); //锁同步 public static Singleton CreateInstance() { lock (Singleton_Lock) {
Console.WriteLine("路过"); if (_Singleton == null) {
Console.WriteLine("被创建"); _Singleton = new Singleton(); } } return _Singleton; } }
调试代码:
TaskFactory taskFactory = new TaskFactory(); List<Task> taskList = new List<Task>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { taskList.Add(taskFactory.StartNew(() => { Singleton singleton = Singleton.CreateInstance(); })); }
结果:
上面, 我们创建了多个线程,同时去创建这个对象的实例, 在第二次,对象命名已经被创建了, 尽管只创建了一次满足了我们的需求, 但是我们已知对象被创建了, 还需要进来做不必要的动作吗?
我们都知道, 同步锁为了达到预期的效果, 也是损耗了性能的, 那么下面的输出, 很显然是没必要的动作, 所以我们优化一下。
public class Singleton { private static Singleton _Singleton = null; private static object Singleton_Lock = new object(); public static Singleton CreateInstance() { if (_Singleton == null) //双if +lock
{ lock (Singleton_Lock) { Console.WriteLine("路过。"); if (_Singleton == null) { Console.WriteLine("被创建。"); _Singleton = new Singleton(); } } } return _Singleton; } }
结果:
很显然, 这样达到了我们的预期, 对象在被创建后, 就没必要做多余的行为。
利用静态变量实现单例模式
public class SingletonThird { /// <summary> /// 静态变量
/// </summary> private static SingletonThird _SingletonThird = new SingletonThird(); public static SingletonThird CreateInstance() { return _SingletonThird; } }
是不是觉得很优雅, 利用静态变量去实现单例, 由CLR保证,在程序第一次使用该类之前被调用,而且只调用一次
PS: 但是他的缺点也很明显, 在程序初始化后, 静态对象就被CLR构造了, 哪怕你没用
利用静态构造函数实现单例模式
public class SingletonSecond { private static SingletonSecond _SingletonSecond = null; static SingletonSecond() {
_SingletonSecond = new SingletonSecond(); } public static SingletonSecond CreateInstance() { return _SingletonSecond; } }
静态构造函数:只能有一个,无参数的,程序无法调用 。
同样是由CLR保证,在程序第一次使用该类之前被调用,而且只调用一次
同静态变量一样, 它会随着程序运行, 就被实例化, 同静态变量一个道理。