C#开发模式——单例模式

一、单例模式简介

单例模式是为保证一个对象,在程序运行的任何时刻只有一个实例存在，我们把这种实现方式称之为“单例模式”。

二、单例模式的核心

单例类只有一个实例存在

单例类提供一个全局访问点

单例类通过自己创建唯一实例

单例类对外所有访问对象都提供一个唯一实例。

三、单例模式的优点

1、在程序运行中只有一个实例，减少内存占用，减少频繁的创建和销毁实例所带来的系统开销，

2、避免资源的多种无效占用

单例模式缺点:

没有接口 不能继承

四、单例模式应用场景

当一个事物在特定的环境中，只会存在一个实例时，我们可以采用单例模式对其进行设计。

例: 数据库连接池，计算机注册表 一个国家只有一个总统 日志系统中的日志文件 计算机中的打印池 计算机设备管理器

生成唯一序列号 网站计数器

五、单例模式的实现方式

1、非线程安全（尽量不要用）

public sealed class Singleton
 
{
 
private static Singleton instance=null;
 
private Singleton()
 
{
 
}
 
public static Singleton Instance
 
{
 
get
 
{
 
if (instance==null)
 
{
 
instance = new Singleton();
 
}
 
return instance;
 
}
 
}
 
}

说明：上面的方法是非线程安全的，2个不同的线程可以同时进入这个方法，如果instance为空的并且这里返回真的情况下，都可以创建实例，这显然违反了单例模式，实际上，在测试以前，实例就已经有可能被创建了，

但是内存模型不能保证这个实例能被其他的线程看到，除非合适的内存屏障已经被跨过了。

2、简单的线程安全

public sealed class Singleton
 
{
 
private static Singleton instance = null;
 
private static readonly object padlock = new object();
 
Singleton()
 
{
 
}
 
public static Singleton Instance
 
{
 
get
 
{
 
lock (padlock)
 
{
 
if (instance == null)
 
{
 
instance = new Singleton();
 
}
 
return instance;
 
}
 
}
 
}
 
}

上述实现是线程安全的。这个线程在共享的object上取出了一把锁，然后在创建实例以前检查这个实例是否被创建了。

这个保护了内存屏障问题（lock保证了所有的读取操作是在LOCK获得以后发生的，所有的unlock保证了所有的写操作在lock 释放以后发生的），这样就保证了一个线程只能创建一个实例（每次只有一个线程在这段代码中运行），不巧的是，性能上来说，锁变成了每次都必须的当这个实例被响应的时候。

3、尝试线程安全（双重锁定）不推荐使用

public sealed class Singleton
 
{
 
private static Singleton instance = null;
 
private static readonly object padlock = new object();
 
Singleton()
 
{
 
}
 
public static Singleton Instance
 
{
 
get
 
{
 
if (instance == null)
 
{
 
lock (padlock)
 
{
 
if (instance == null)
 
{
 
instance = new Singleton();
 
}
 
}
 
}
 
return instance;
 
}
 
}
 
}

4、不完全lazy,但是线程安全且不用用锁 推荐使用

public sealed class Singleton
 
{
 
private static readonly Singleton instance = new Singleton();
 
// 显示的static 构造函数
 
//没必要标记类型 - 在field初始化以前
 
static Singleton()
 
{
 
}
 
private Singleton()
 
{
 
}
 
public static Singleton Instance
 
{
 
get
 
{
 
return instance;
 
}
 
}
 
}

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