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我是独一无二的『单例模式』

2023-02-18 16:47:10 时间

定义:(Singleton Pattern)

确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。

类图:

应用场景:

避免产生多个对象消耗过多的资源(特别是一个对象需要频繁的创建和销毁时);
提供一个全局访问点,常常被用来管理系统中共享的资源(作为一个Manager)。

实现方式:

一、静态变量初始化(饿汉模式)

代码:

    /// <summary>
    /// 单例模式实现方式一:
    /// 静态变量初始化
    /// </summary>
    public class Singleton1
    {
        /// <summary>
        /// 定义为static,可以保证变量为线程安全的,即每个线程一个实例
        /// </summary>
        private static Singleton1 instance = new Singleton1();

        private Singleton1()
        {
            
        }

        public static Singleton1 Instance()
        {
            return instance;
        }
}

应用场景:

适用于单线程应用程序


二、延迟初始化(懒汉模式)

代码:

    /// <summary>
    /// 单例模式实现方式二:
    /// 延迟初始化
    /// </summary>
    public class Singleton2
    {
        /// <summary>
        /// 定义为static,可以保证变量为线程安全的,即每个线程一个实例
        /// </summary>
        private static Singleton2 _instance;

        private Singleton2()
        {
            
        }

        public static Singleton2 Instance()
        {
            return _instance ?? (_instance = new Singleton2());
        }
}

三、锁机制(推荐)

代码:

    /// <summary>
    /// 单例模式实现方式三:
    /// 锁机制,确保多线程只产生一个实例
    /// </summary>
    public class Singleton3
    {
        private static Singleton3 _instance;

        private static readonly object Locker =new object();

        private Singleton3() { }

        public static Singleton3 Instance()
        {
            //没有第一重 instance == null 的话,每一次有线程进入 GetInstance()时,均会执行锁定操作来实现线程同步,
            //非常耗费性能 增加第一重instance ==null 成立时的情况下执行一次锁定以实现线程同步
            if (_instance==null)
            {
                lock (Locker)
                {
                    //Double-Check Locking 双重检查锁定
                    if (_instance==null)
                    {
                        _instance = new Singleton3();
                    }
                }
            }

            return _instance;
        }
}

四、泛型单例模式

代码:

/// <summary>
    /// 泛型单例模式的实现
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    public class GenericSingleton<T> where T : class//,new ()
    {
        private static T instance;

        private static readonly object Locker = new object();

        public static T GetInstance()
        {
            //没有第一重 instance == null 的话,每一次有线程进入 GetInstance()时,均会执行锁定操作来实现线程同步,
            //非常耗费性能 增加第一重instance ==null 成立时的情况下执行一次锁定以实现线程同步
            if (instance == null)
            {
                //Double-Check Locking 双重检查锁定
                lock (Locker)
                {
                    if (instance == null)
                    {
                        //instance = new T();
                        //需要非公共的无参构造函数,不能使用new T() ,new不支持非公共的无参构造函数 
                        instance = Activator.CreateInstance(typeof(T), true) as T;//第二个参数防止异常:“没有为该对象定义无参数的构造函数。”
                    }
                }
            }
            return instance;
        }

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