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C#設(shè)計(jì)模式之單例模式

更新時(shí)間：2022年03月07日 10:49:01 作者：.NET開發(fā)菜鳥

這篇文章介紹了C#設(shè)計(jì)模式之單例模式，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)。對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價(jià)值，需要的朋友可以參考下

單例模式也是創(chuàng)建型模式的一種，也是23種設(shè)計(jì)模式中比較簡單的一種。見名思意，在整個(gè)軟件系統(tǒng)中，只有某個(gè)類型的一個(gè)對象，并且訪問他的地方也只有一個(gè)，也就是只有一個(gè)全局對象訪問點(diǎn)，這個(gè)實(shí)例或?qū)ο蟊凰惺菓?yīng)用程序所共享；很多可以使用到這樣的功能模塊：比如數(shù)據(jù)庫連接池對象、打印機(jī)對象，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫的連接只在一個(gè)地方連接，打印機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中也只有一個(gè)。這種情況下，單例模式就很大的減少了一個(gè)內(nèi)存的開銷，因?yàn)閷ο蟮膭?chuàng)建是比較消耗內(nèi)存的，同時(shí)因?yàn)橄到y(tǒng)中只有一個(gè)實(shí)例，比較容易控制，省去了對象創(chuàng)建的過程，更快的進(jìn)行一個(gè)響應(yīng)，但是在使用單例模式時(shí)，由于只有一個(gè)實(shí)例，所有的線程都可以去使用這個(gè)實(shí)例，那么不能保證線程的一個(gè)安全性，如果要想保證線程的安全性，我們需要使用其他的一些輔助措施。所以對于線程安全的對象我們最好不要使用單例模式，否則可能會(huì)降低系統(tǒng)的效率。單例模式只需要一個(gè)類就可以實(shí)現(xiàn)，自己關(guān)聯(lián)自己，那么如何實(shí)現(xiàn)呢？我們只需要將構(gòu)造方法定義成私有的，這樣用戶就不能自己去創(chuàng)建這個(gè)對象了，然后通過一個(gè)靜態(tài)方法和靜態(tài)變量來存放類的唯一的一個(gè)實(shí)例。

示例：

創(chuàng)建單例類：

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

namespace 單例模式
{
   public  class Singleton
    {
       /// <summary>
       /// 1.定義一個(gè)私有的構(gòu)造函數(shù)，在類的外部不能被調(diào)用
       /// </summary>
       private Singleton()
       {
           Console.WriteLine("我被創(chuàng)建了!");
       }

       // 2.創(chuàng)建該類的一個(gè)靜態(tài)變量
       private stati
       c Singleton Instance;
       // 3.創(chuàng)建返回值為該類型的一個(gè)靜態(tài)方法 (此方法對外公開)
       public static Singleton CreateInstance()
       {
           if (Instance == null)
           {
               Instance = new Singleton();
           }
           return Instance;
       }
    }
}

主程序調(diào)用：

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

namespace 單例模式
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Singleton s1 = Singleton.CreateInstance();
            Singleton s2 = Singleton.CreateInstance();

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

運(yùn)行結(jié)果：

從最后的結(jié)果中可以看出，實(shí)例只被創(chuàng)建了一次。

在來看看下面的例子：

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
        // 執(zhí)行委托的異步調(diào)用
        new Action(() =>
        {
            Singleton singleton = Singleton.CreateInstance();
        }).BeginInvoke(null,null);
}

結(jié)果：

從上面的截圖中看出構(gòu)造函數(shù)被執(zhí)行了三次。單例模式不是只會(huì)構(gòu)造一次嗎？這里為什么執(zhí)行了三次呢？因?yàn)檫@里是多線程并發(fā)的，10個(gè)任務(wù)是同時(shí)開始的，可能對象不為null的時(shí)候有多個(gè)線程進(jìn)入了，所以會(huì)執(zhí)行多次。要解決這種問題，可以使用加鎖。

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

namespace 單例模式
{
   public  class Singleton
    {
       /// <summary>
       /// 1.定義一個(gè)私有的構(gòu)造函數(shù)，在類的外部不能被調(diào)用
       /// </summary>
       private Singleton()
       {
           Console.WriteLine("我被創(chuàng)建了!");
       }

       // 2.創(chuàng)建該類的一個(gè)靜態(tài)變量
       private static Singleton Instance;
        // 創(chuàng)建鎖
        private static object Singleton_Lock = new object();

       // 3.創(chuàng)建返回值為該類型的一個(gè)靜態(tài)方法 (此方法對外公開)
       public static Singleton CreateInstance()
       {
            lock(Singleton_Lock) // 保證任意時(shí)刻只有一個(gè)線程才能進(jìn)入判斷
            {
                if (Instance == null)
                {
                    Instance = new Singleton();
                }
            }
           return Instance;
       }
    }
}

再次運(yùn)行程序查看結(jié)果：

這時(shí)只會(huì)構(gòu)造一個(gè)對象了。

在來看看懶漢式的單例模式：

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

namespace 單例模式
{
    public class SingletonSecond
    {
        private SingletonSecond()
        {
            Console.WriteLine("我被創(chuàng)建了!");
        }

        private static SingletonSecond Instance = null;

        /// <summary>
        /// 靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)：由CLR保證在第一次使用這個(gè)類之前，調(diào)用而且只調(diào)用一次
        /// </summary>
        static SingletonSecond()
        {
            Instance = new SingletonSecond();
        }

        public static SingletonSecond CreateInstance()
        {
            return Instance;
        }
    }
}

在來看看第三種寫法：

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

namespace 單例模式
{
    public class SingletonThird
    {
        private SingletonThird()
        {
            Console.WriteLine("我被創(chuàng)建了!");
        }

        /// <summary>
        /// 靜態(tài)變量：會(huì)在類型第一次使用的時(shí)候初始化，而且只初始化一次
        /// </summary>
        private static SingletonThird Instance = new SingletonThird();

        public static SingletonThird CreateInstance()
        {
            return Instance;
        }
    }
}

代碼下載地址：點(diǎn)擊下載

到此這篇關(guān)于C#設(shè)計(jì)模式之單例模式的文章就介紹到這了。希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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