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C#設計模式之單例模式_C#教程

作者：.NET開發菜鳥 ? 更新時間： 2022-05-04 編程語言

單例模式也是創建型模式的一種，也是23種設計模式中比較簡單的一種。見名思意，在整個軟件系統中，只有某個類型的一個對象，并且訪問他的地方也只有一個，也就是只有一個全局對象訪問點，這個實例或對象被所有是應用程序所共享；很多可以使用到這樣的功能模塊：比如數據庫連接池對象、打印機對象，因為整個系統中，數據庫的連接只在一個地方連接，打印機在整個系統中也只有一個。這種情況下，單例模式就很大的減少了一個內存的開銷，因為對象的創建是比較消耗內存的，同時因為系統中只有一個實例，比較容易控制，省去了對象創建的過程，更快的進行一個響應，但是在使用單例模式時，由于只有一個實例，所有的線程都可以去使用這個實例，那么不能保證線程的一個安全性，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，否則可能會降低系統的效率。單例模式只需要一個類就可以實現，自己關聯自己，那么如何實現呢？我們只需要將構造方法定義成私有的，這樣用戶就不能自己去創建這個對象了，然后通過一個靜態方法和靜態變量來存放類的唯一的一個實例。

示例：

創建單例類：

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

namespace 單例模式
{
   public  class Singleton
    {
       /// 
       /// 1.定義一個私有的構造函數，在類的外部不能被調用
       /// 
       private Singleton()
       {
           Console.WriteLine("我被創建了!");
       }

       // 2.創建該類的一個靜態變量
       private stati
       c Singleton Instance;
       // 3.創建返回值為該類型的一個靜態方法 (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();
        }
    }
}

運行結果：

從最后的結果中可以看出，實例只被創建了一次。

在來看看下面的例子：

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

結果：

從上面的截圖中看出構造函數被執行了三次。單例模式不是只會構造一次嗎？這里為什么執行了三次呢？因為這里是多線程并發的，10個任務是同時開始的，可能對象不為null的時候有多個線程進入了，所以會執行多次。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
    {
       /// 
       /// 1.定義一個私有的構造函數，在類的外部不能被調用
       /// 
       private Singleton()
       {
           Console.WriteLine("我被創建了!");
       }

       // 2.創建該類的一個靜態變量
       private static Singleton Instance;
        // 創建鎖
        private static object Singleton_Lock = new object();

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

再次運行程序查看結果：

這時只會構造一個對象了。

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("我被創建了!");
        }

        private static SingletonSecond Instance = null;

        /// 
        /// 靜態構造函數：由CLR保證在第一次使用這個類之前，調用而且只調用一次
        /// 
        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("我被創建了!");
        }

        /// 
        /// 靜態變量：會在類型第一次使用的時候初始化，而且只初始化一次
        /// 
        private static SingletonThird Instance = new SingletonThird();

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

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原文鏈接：https://www.cnblogs.com/dotnet261010/p/7352656.html

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