设计模式-单例模式（Singleton）

单例模式（Singleton）可以说是最简单也是最常见的设计模式了；

单例模式保证一个类仅有一个实例；单例模式根据初始化形式分为懒汉模式和饿汉模式。

 

下面4种方式为单利模式的实现代码，推荐使用后两种。 

第一种：最简单的最不推荐的方式：

缺点：该方式在多线程的程序中可能会创建多个实例

　　public class Singleton
　　{
        private static Singleton instance;  
        /// <summary>
        /// 默认构造函数必须设置为private；禁止在类外创建对象实例
        /// </summary>
        private Singleton() { }

        /// <summary>
        /// 单线程下的单利模式
        /// 缺点：在多线程中，可能会存在多个实例
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static Singleton GetInstance()
        {
            if (instance == null)
            {
                instance = new Singleton();
            }
            return instance;
        } 
    }

 

第二种：在创建对象时加锁，保证可以在多线程程序中使用

缺点：每次访问必须加锁，所以执行效率相当较低所以也不推荐

public class ThreadSingleton
    {
        private static ThreadSingleton instance;
        private static readonly object obj = new object();
        private ThreadSingleton() { } 

        /// <summary>
        /// 多线程下的单利模式；
        /// 缺点：每次访问都要进行lock，降低程序执行效率
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static ThreadSingleton GetInstance()
        {
            lock (obj)
            {
                if (instance == null)
                {
                    instance = new ThreadSingleton();
                }
            }
            return instance;
        } 
    }

 

第三种：可以在多线程中程序中应用，该方式不用线程每次都加锁，只有在实例未创建的时候才加锁处理。同时保证了多线程的安全，所以该方式称为双重锁定。

public class DoubleCheckLockingSingleton
    {
        private static DoubleCheckLockingSingleton instance;
        private static readonly object obj = new object(); 
        private DoubleCheckLockingSingleton() { }

        /// <summary>
        /// 双重锁定
        /// 不用线程每次都加锁，只有在实例未创建的时候需要加锁，提高程序执行效率
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static DoubleCheckLockingSingleton GetInstance()
        {
            if (instance == null)
            {
                lock (obj)
                {
                    if (instance == null)
                    {
                        instance = new DoubleCheckLockingSingleton();
                    }
                }
            }
            return instance;
        } 
 }

 

第四种：C#本身提供了一种“静态初始化”的方法，这种方法不需要开发人员显式的编写线程安全代码，便可以解决多线程中的不安全问题。和第三种方式相比这种方式编写的代码最简洁，所以也是最推荐的一种方式。

“静态初始化”方式在程序加载时就实现了实例化，所以被形象的称为饿汉单例模式；上面三种方式在第一次被引用的时候才实例化，所以称为懒汉单例模式。

    /// <summary>
    /// 添加sealed关键字，阻止派生类；派生类可能会增加实例
    /// </summary>
    public sealed class SealedSingleton
    {
        /// <summary>
        /// 在第一次引用该类时进行初始化；
        /// 这种静态初始化的方式在加载时就初始化对象，所以被形象的成为饿汉模式
        /// </summary>
        private static readonly SealedSingleton instance = new SealedSingleton();
        private SealedSingleton() { }

        public static SealedSingleton GetInstance()
        {
            return instance;
        }
    }