设计模式---Singleton
Singleton模式要求一个类有且仅有一个实例,必须自己创建自己的唯一实例,必须给所有其它对象提供这一实例,并且提供了一个全局的访问点。这就提出了一个问题:如何绕过常规的构造函数,提供一种机制来保证一个类只有一个实例?客户程序在调用某一个类时,它是不会考虑这个类是否只能有一个实例等问题的,所以,这应该是类设计者的责任,而不是类使用者的责任。 从另一个角度来说,Singleton模式其实也是一种职责型模式。因为我们创建了一个对象,这个对象扮演了独一无二的角色,在这个单独的对象实例中,它集中了它所属类的所有权力,同时它也肩负了行使这种权力的职责!Singleton模式包含的角色只有一个,就是Singleton。Singleton拥有一个私有构造函数,确保用户无法通过new直接实例它。除此之外,该模式中包含一个静态私有成员变量instance与静态公有方法Instance()。Instance方法负责检验并实例化自己,然后存储在静态成员变量中,以确保只有一个实例被创建。
Singleton模式是限制而不是改进类的创建;Singleton类中的实例构造器可以设置为Protected以允许子类派生;Singleton模式一般不要支持Icloneable接口,因为这可能导致多个对象实例,与Singleton模式的初衷违背; Singleton模式一般不要支持序列化,这也有可能导致多个对象实例,这也与Singleton模式的初衷违背; Singleton只考虑了对象创建的管理,没有考虑到销毁的管理,就支持垃圾回收的平台和对象的开销来讲,我们一般没必要对其销毁进行特殊的管理;理解和扩展Singleton模式的核心是“如何控制用户使用new对一个类的构造器的任意调用”;可以很简单的修改一个Singleton,使它有少数几个实例,这样做是允许的而且是有意义的.
using System;
class Singleton
{
private static Singleton instance;
protected Singleton() {}
public static Singleton Instance()
{
if( instance == null )
instance = new Singleton();
return instance;
}
}
public class Client
{
public static void Main()
{
Singleton s1 = Singleton.Instance();
Singleton s2 = Singleton.Instance();
if( s1 == s2 )
Console.WriteLine( "The same instance" );
}
}
几种简单实现和优劣比较
1:
public sealed class Singleton
{
static Singleton instance=null;
Singleton()
{
}
public static Singleton Instance
{
get
{
if (instance==null)
{
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
}
这种方式的实现对于线程来说并不是安全的,因为在多线程的环境下有可能得到Singleton类的多个实例。如果同时有两个线程去判断(instance == null),并且得到的结果为真,这时两个线程都会创建类Singleton的实例,这样就违背了Singleton模式的原则。实际上在上述代码中,有可能在计算出表达式的值之前,对象实例已经被创建,但是内存模型并不能保证对象实例在第二个线程创建之前被发现;由于实例是在 Instance 属性方法内部创建的,因此类可以使用附加功能(例如,对子类进行实例化),即使它可能引入不想要的依赖性,直到对象要求产生一个实例才执行实例化;这种方法称为“惰性实例化”。惰性实例化避免了在应用程序启动时实例化不必要的 singleton。
2:
sealed class Singleton
{
private Singleton();
public static readonly Singleton Instance=new Singleton();
}
这使得代码减少了许多,同时也解决了线程问题带来的性能上损失。那么它又是怎样工作的呢?
注意到,Singleton类被声明为sealed,以此保证它自己不会被继承,其次没有了Instance的方法,将原来_instance成员变量变成public readonly,并在声明时被初始化。通过这些改变,我们确实得到了Singleton的模式,原因是在JIT的处理过程中,如果类中的static属性被任何方法使用时,.NET Framework将对这个属性进行初始化,于是在初始化Instance属性的同时Singleton类实例得以创建和装载。而私有的构造函数和readonly(只读)保证了Singleton不会被再次实例化,这正是Singleton设计模式的意图。
(摘自:http://www.cnblogs.com/huqingyu/archive/2004/07/09/22721.aspx )
不过这也带来了一些问题,比如无法继承,实例在程序一运行就被初始化,无法实现延迟初始化等。
3:
public sealed class Singleton
{
Singleton()
{
}
public static Singleton Instance
{
get
{
return Nested.instance;
}
}
class Nested
{
static Nested()
{
}
internal static readonly Singleton instance = new Singleton();
}
}
这里,初始化工作有Nested类的一个静态成员来完成,这样就实现了延迟初始化,并具有很多的优势,是值得推荐的一种实。
4:
public class DataProvider : DataHelper
{
private DataProvider()
{
}
static DataProvider()
{
if (dp == null)
{
dp = new DataProvider();
}
sqlXmlPath = HttpContext.Current.Server.MapPath("SqlXML.xml");
}
private static readonly DataProvider dp = null;
private static readonly string sqlXmlPath;
public static DataProvider Instance
{
get
{
return dp;
}
}
}
Singleton设计模式是一个非常有用的机制,可用于在面向对象的应用程序中提供单个访问点.