//共有五种实现方案
/// <summary>
/// 简单实现
/// 类声明中使用sealed可防止其它类继承此类
/// 私有构造函数禁止实例化该类
///
/// 缺点: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
/// 优点:
/// 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。
/// </summary>
public sealed class Singleton
{
private static Singleton instance = null;
private Singleton(){}
public static Singleton Instance
{
get
{
if (instance == null)
{
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
}
/// <summary>
/// 安全的线程
///
/// lock 关键字可以用来确保代码块完成运行,而不会被其他线程中断。这是通过在代码块运行期间为给定对象获取互斥锁来实现的。
/// lock 语句以关键字 lock 开头,它有一个作为参数的对象,在该参数的后面还有一个一次只能由一个线程执行的代码块。
/// 提供给 lock 关键字的参数必须为基于引用类型的对象,该对象用来定义锁的范围。
///
/// 这种方式的实现对于线程来说是安全的。我们首先创建了一个进程辅助对象,线程在进入时先对辅助对象加锁然后再检测对象是否被创建,这样可以确保只有一个实例被创建,因为在同一个时刻加了锁的那部分程序只有一个线程可以进入。这种情况下,对象实例由最先进入的那个线程创建,后来的线程在进入时(instence == null)为假,不会再去创建对象实例了。但是这种实现方式增加了额外的开销,损失了性能。
/// </summary>
public sealed class Singleton2
{
private static Singleton2 instance = null;
private static readonly object padlock = new object();
private Singleton2() { }
public static Singleton2 Instance
{
get
{
lock (padlock)
{
if (instance == null)
{
instance = new Singleton2();
}
return instance;
}
}
}
}
/// <summary>
/// 双重锁定
///
/// 这种实现方式对多线程来说是安全的,同时线程不是每次都加锁,只有判断对象实例没有被创建时它才加锁,有了我们上面第一部分的里面的分析,我们知道,加锁后还得再进行对象是否已被创建的判断。它解决了线程并发问题,同时避免在每个 Instance 属性方法的调用中都出现独占锁定。它还允许您将实例化延迟到第一次访问对象时发生。实际上,应用程序很少需要这种类型的实现。大多数情况下我们会用静态初始化。这种方式仍然有很多缺点:无法实现延迟初始化。
/// </summary>
public sealed class Singleton3
{
private static Singleton3 instance = null;
private static readonly object padlock = new object();
private Singleton3() { }
public static Singleton3 Instance
{
get
{
if (instance == null)
{
lock (padlock)
{
if (instance == null)
{
instance = new Singleton3();
}
}
}
return instance;
}
}
}
/// <summary>
/// 静态初始化
/// 在大多数情况下,静态初始化是在 .NET 中实现 Singleton 的首选方法。
/// 该类标记为 sealed 以阻止发生派生,而派生可能会增加实例。此外,变量标记为 readonly,这意味着只能在静态初始化期间(此处显示的示例)或在类构造函数中分配变量。
///
/// 该实现与前面的示例类似,不同之处在于它依赖公共语言运行库来初始化变量。它仍然可以用来解决 Singleton 模式试图解决的两个基本问题:全局访问和实例化控制。公共静态属性为访问实例提供了一个全局访问点。此外,由于构造函数是私有的,因此不能在类本身以外实例化 Singleton 类;因此,变量引用的是可以在系统中存在的唯一的实例。 由于 Singleton 实例被私有静态成员变量引用,因此在类首次被对 Instance 属性的调用所引用之前,不会发生实例化。
/// 这种方法唯一的潜在缺点是,您对实例化机制的控制权较少。在 Design Patterns 形式中,您能够在实例化之前使用非默认的构造函数或执行其他任务。由于在此解决方案中由 .NET Framework 负责执行初始化,因此您没有这些选项。在大多数情况下,静态初始化是在 .NET 中实现 Singleton 的首选方法。
/// </summary>
public sealed class Singleton4
{
private static readonly Singleton4 instance = new Singleton4();
static Singleton4() { }
private Singleton4() { }
public static Singleton4 Instance
{
get
{
return instance;
}
}
}
/// <summary>
/// 延迟初始化
/// 类声明了internal后只对整个项目可见,虽然其成员可以是public声明的,但因类只在当前项目中可见,所以其成员也就只能在当前项目访问了。
///
/// 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现方式
/// </summary>
public sealed class Singleton5
{
private Singleton5() { }
public static Singleton5 Instance
{
get
{
return Nested.instance;
}
}
private class Nested
{
static Nested() { }
internal static readonly Singleton5 instance = new Singleton5();
}
}
#endregion
}
#region 单例模式测试示例
namespace SigletonPattern.SigletonCounter
{
using System;
using System.Threading;
/// <summary>
/// 功能:简单计数器的单件模式
/// 日期:2009年8月19日
/// </summary>
public class CountSigleton
{
//存储唯一的实例
private static CountSigleton uniCounter = new CountSigleton();
//存储计数值
private int totalNum = 0;
private CountSigleton()
{
//线程延迟2000毫秒
Thread.Sleep(2000);
}
public static CountSigleton Instance()
{
return uniCounter;
}
//计数加1
public void Add()
{
totalNum++;
}
//获得当前计数值
public int GetCounter()
{
return totalNum;
}
}
}
namespace SigletonPattern.SigletonCounter
{
using System;
using System.Threading;
using System.Text;
/// <summary>
/// 功能:创建一个多线程计数的类
/// 日期:2009年8月19日
/// </summary>
public class CountMutilThread
{
public CountMutilThread()
{ }
public static void DoSomeWork()
{
//构造显示字符串
string results = "";
//创建一个Sigleton实例
CountSigleton MyCounter = CountSigleton.Instance();
//循环调用四次(四个线程循环执行四次,即MyCounter.Add()了十六次,最终的结果是计数器最大为16)
for (int i = 1; i < 5; i++)
{
MyCounter.Add();
results += "线程";
results += Thread.CurrentThread.Name.ToString() + "——>";
results += "当前的计数:";
results += MyCounter.GetCounter().ToString();
results += "\n";
Console.WriteLine(results);
//清空显示字符串
results = "";
}
}
}
}