.NET单例模式-------各种写法&&验证
.NET单例模式-------各种写法&&验证
前言
单例模式对大家来说都不陌生，也很容易搞懂其原理，本篇文章也不提供单例模式的详细原理解析，本篇文章的目的是展示在C#中单例模式的各种实现方案（不完全，只是最通用的方式）以及其特点的验证（是不是真的线程安全，是不是真的延迟初始化？），写单例模式的文章都很多了，各种语言，但是很多地方都只说：本方式支持多线程、支持延迟初始化等，也有很多也提供为什么支持，下面我对所有大家通常使用的几种单例模式方案进行讲解和验证！有哪里不对的地方，希望能得到尊敬的读者们拍砖反馈，觉得好，顺带推荐一下，谢谢。
简单原理解析
单例模式，目标在于确保一个类仅仅能产生一个实例，并且提供一个全局访问点，获取该实例。
无论哪一种单例模式变种，都离不开制作步骤这个中心。就好像无论哪家鸡爪店，其制作鸡爪方法都大同小异(都要先拿到鸡爪，洗鸡爪，弄熟鸡爪)。我们单例模式其实一样，其中心步骤包括：限制外部new出该对象的实例，内部提供该类型的一个唯一对象，提供一个全局访问点让外界获取到该唯一对象的实例进行操作。
其实就这么简单，下面我要分析4个主要变种单例模式并且分别进行验证。
准备工作
我先提供一个大概框架给大家，方便用于测试，也可以不下载，继续看下去。 测试模板下载
提供的模板很简单，只有一个类Person，下面给出要点：
1.构造函数是私有的（避免new出新实例）。
2.在构造函数里，我写的Console.WriteLine（主要是观察这个类的实例是何时初始化的，初始化了多少次）。
3.静态方法getName()的作用是：在还没有通过全局访问点获取实例之前，调用这个getName方法，内部的实例会不会被初始化，如果不会，证明延迟初始化了，如果会，证明没有延迟初始化。
下面先给出一个例子，这个例子是饿汉式单例模式。
public class Person { /*饿汉式单例(线程安全，不支持延迟初始化)*/ //初始化的时候会有反应，应用于延迟初始化的验证 private Person() { Console.WriteLine("我初始化了"); } private static String name = "Jarvin"; //内部的唯一实例 private static Person instance = new Person(); //全局访问点，用于获取唯一实例 public static Person getInstance() { return instance; } //实例方法 public void Say() { Console.WriteLine("我是{0}",name); } /*静态的方法，应用于延迟初始化验证 * 如果调用该方法之前还没初始，延迟初始化 * 如果调用该方法之前初始化了，没有延迟初始化 */ public static String getName() { return name; } }
测试的方式，要点：
1.测试是否延迟初始化：测试方法是先调用Person.getName()，看结果返回name之前有没有被初始化来判断。
2.测试线程安全：开3个多线程新任务，任务内容是获取唯一实例，并且调用实例方法。
下面给出Main方法的代码：
class Program { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine(Person.getName()); Console.WriteLine("下面进入多线程模式"); for (int i = 0; i < 3; i++) { Task.Factory.StartNew(letPersonSay); } Console.ReadKey(); } private static void letPersonSay() { Person emperor = Person.getInstance(); emperor.Say(); } }
注意：单例模式秀中中出现的以下代码只是测试需要使用，在正式的使用场景要去掉。
int i=50000000; while (i > 0) { i--; }
单例模式秀
1.饿汉式单例
初步判断：不支持延迟初始化，线程安全。
private Person() { Console.WriteLine("我初始化了"); } private static String name = "Jarvin"; private static Person instance = new Person(); public static Person getInstance() { int i = 50000000; while (i > 0) { i--; } return instance; } public void Say() { Console.WriteLine("我是{0}",name); } public static String getName() { return name; }
验证：
分析结果：在静态方法执行之前（Jarvin字符串）先初始化，不支持延迟初始化。然后进入多线程，没有问题。验证通过。
2.懒汉式单例
初步判断：支持延迟初始化，线程不安全。
private Person() { Console.WriteLine("我初始化了"); } private static String name = "Jarvin"; private static Person instance; public static Person getInstance() { if (instance == null) { int i=50000000; while (i > 0) { i--; } instance = new Person(); } return instance; } public void Say() { Console.WriteLine("我是{0}",name); } public static String getName() { return name; }
验证：
分析结果：在调用静态方法之前并没有先初始化，所以支持延迟初始化。进入多线程以后，有出现两次初始化，创建了两个Person类实例，线程不安全。验证通过。
3.内部类式单例
初步判断：支持延迟初始化，线程安全
private Person() { Console.WriteLine("我初始化了"); } public static Person getInstance() { return SingleHelper.GetEmperor(); } private class SingleHelper { private static Person emperor = new Person(); public static Person GetEmperor() { int i = 50000000; while (i > 0) { i--; } return emperor; } } private static string name = "Jarvin"; public void Say() { Console.WriteLine("我是{0}", name); } public static String getName() { return name; }
验证：
分析结果：在调用静态方法之前并没有先初始化，所以支持延迟初始化。进入多线程以后，只初始化一次，线程安全。验证通过。
4.双检查式单例
初步判断：支持延迟初始化，线程安全
private Person() { Console.WriteLine("我初始化了"); } public static object Flag = new object(); public static Person me; public static Person getInstance() { if (me == null) { lock (Flag) { if (me == null) { int i = 50000000; while (i > 0) { i--; } me = new Person(); } } } return me; } private static string name = "Jarvin"; public void Say() { Console.WriteLine("我是{0}", name); } public static String getName() { return name; }
验证：
分析结果：在调用静态方法之前并没有先初始化，所以支持延迟初始化。进入多线程以后，只初始化一次，线程安全。验证通过。
总结
其实单例模式非常简单，聪明的读者们看到这里应该对大概通过的这四种单例，以及其特性都了解了。见笑啦，下面提供全部测试的源码，有兴趣的可以收藏。
