C# 单例模式的多种实现

什么是单例模式?

这里我就不做过多的解释了, 毕竟关于Singleton的资料实在是太多太多了。点击这里

1.简单的思路就是, 创建对象单例的动作转移到另外的行为上面, 利用一个行为去创建对象自身, 如下: 

 public class Singleton
    {
       private Sington() { }
        private static Singleton _Singleton = null;
        public static Singleton CreateInstance()
        {
            if (_Singleton == null)
            {
             Console.WriteLine("被创建");
             _Singleton = new Singleton();
            }
            return _Singleton;
        }
    }

这样写看上去是没有问题, 但是有没有那种可能, 同时两个动作都判断这个对象为空, 那么这个对象就会被创建2次？是的, 多线程中, 这样是无法保证单例。

就像这样, 同时创建多个线程去创建这个对象实例的时候, 会被多次创建, 这个时候, 对代码改进一下。

public class Singleton
    {
　　     private Sington() { }
        private static Singleton _Singleton = null;
        private static object Singleton_Lock = new object(); //锁同步
        public static Singleton CreateInstance()
        {
                lock (Singleton_Lock)
                {
　　　　　　　　　　　　Console.WriteLine("路过");
                    if (_Singleton == null)
                    {
　　　　　　　　　　　　　　Console.WriteLine("被创建");
                        _Singleton = new Singleton();
                    }
                }
            return _Singleton;
        }
    }

调试代码：

                TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();
                List<Task> taskList = new List<Task>();

                for (int i = 0; i < 5; i++)
                {
                    taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
                     {
                         Singleton singleton = Singleton.CreateInstance(); 
                     }));
                }            

结果：

上面, 我们创建了多个线程,同时去创建这个对象的实例, 在第二次,对象命名已经被创建了, 尽管只创建了一次满足了我们的需求, 但是我们已知对象被创建了, 还需要进来做不必要的动作吗？

我们都知道, 同步锁为了达到预期的效果, 也是损耗了性能的, 那么下面的输出, 很显然是没必要的动作, 所以我们优化一下。

    public class Singleton
    {
        private static Singleton _Singleton = null;
        private static object Singleton_Lock = new object();
        public static Singleton CreateInstance()
        {
            if (_Singleton == null) //双if +lock
            {
                lock (Singleton_Lock)
                {
                    Console.WriteLine("路过。");
                    if (_Singleton == null)
                    {
                        Console.WriteLine("被创建。");
                        _Singleton = new Singleton();
                    }
                }
            }
            return _Singleton;
        }
    }

结果：

很显然, 这样达到了我们的预期, 对象在被创建后, 就没必要做多余的行为。

利用静态变量实现单例模式

 public sealed class Singleton
    {
        private Singleton() { }

        private static readonly Singleton singleInstance = new Singleton();

        public static Singleton GetInstance
        {
            get
            {
                return singleInstance;
            }
        }
    }

是不是觉得很优雅, 利用静态变量去实现单例,  由CLR保证，在程序第一次使用该类之前被调用，而且只调用一次

PS: 但是他的缺点也很明显, 在程序初始化后, 静态对象就被CLR构造了, 哪怕你没用。

利用静态构造函数实现单例模式 

 public class SingletonSecond
    {
        private static SingletonSecond _SingletonSecond = null;

        static SingletonSecond()
        {
            
            _SingletonSecond = new SingletonSecond();
        }
        
        public static SingletonSecond CreateInstance()
        {
            return _SingletonSecond;
        }
    }

静态构造函数：只能有一个，无参数的，程序无法调用 。

同样是由CLR保证，在程序第一次使用该类之前被调用，而且只调用一次。同静态变量一样, 它会随着程序运行, 就被实例化, 同静态变量一个道理。

单例模式中的延迟加载 

延迟加载或延迟加载是一种设计模式，或者您可以说这是一个概念，通常用于将对象的初始化延迟到需要时。因此，延迟加载的主要目标是按需加载对象，或者您可以根据需要说出对象。

作为 .NET Framework 4.0 的一部分引入的惰性关键字为惰性初始化（即按需对象初始化）提供了内置支持。如果要使对象（如 Singleton）以延迟初始化，则只需将对象的类型（单例）传递给lazy 关键字，如下所示。

private static readonly Lazy<Singleton> Instancelock = new Lazy<Singleton>(() => new Singleton());

public sealed class Singleton
    {
        private Singleton()
        {}

        private static readonly Lazy<Singleton> Instancelock =
                    new Lazy<Singleton>(() => new Singleton());

        public static Singleton GetInstance
        {
            get
            {
                return Instancelock.Value;
            }
        }
    }