c# 单例模式的实现
原文链接:https://www.jb51.net/article/205472.htm
记一下学习单例模式的笔记:
单例就是要保证该类仅有一个实例。实现完全封闭的单例(外部不能new)其实就要两点要求:
- 全局访问:需要一个该类型的全局静态变量,每次获取实例时都要判断它是否null,不存在new,存在通过一个方法直接返回该值获取实例来保证对象唯一;
- 实例化控制:new实例不能外部new、造成实例不唯一,需要一个私有构造器禁用共有构造器。
根据new实例的时机,分为饿汉式和懒汉式:
一、 饿汉式单例:静态变量初始化时new
特点:加载时new,一开始全局就存在该唯一实例,每次用到只要获取就行,提前占用系统资源但不存在线程安全问题。代码如下:
public sealed class Singleton { private static readonly Singleton instance = new Singleton(); private Singleton() { } public static Singleton GetInstance() { return instance; } }
二、 懒汉式单例:需要该实例的时候再new
特点:真正需要用到的时候才实例化,不提前占用资源但多个线程同时用到该实例时,会存在判断静态变量都为null都去new而产生多个实例的情况。有线程安全问题,但可以用双重锁定解决。
单线程懒汉单例代码如下:
public class Singleton { private static Singleton instance = null; private Singleton() { } public static Singleton GetInstance() { if (instance == null) instance = new Singleton(); return instance; } }
多线程懒汉单例代码如下:
public class Singleton { private static Singleton instance = null; private static readonly object obj = new object(); private Singleton() { } public static Singleton GetInstance() { //双重锁定 if (instance == null)//只有为null需要实例化处理时才进行加锁,提高性能避免不必要的等待 { lock (obj) { if (instance == null)//避免其他线程等待锁释放期间有线程已经实例化,从而造成多个实例 instance = new Singleton(); } } return instance; } }
三、 注册式单例
介绍一个有意思的单例-泛型注册式,是对单例的扩展,主要了解它的设计思想。
其实每个类单例模式实现代码都是差不多的:
- 相同结构和成员(字段、属性、行为等):是否可以考虑进行抽象提取一个公共的调用接口?
- 成员类型或输入输出具体类型不是固定的:是否可以考虑设计一个适用于不同类型的通用处理方式而不都是Object?这个适用不同类型通用解决就要用到泛型。
实现代码如下(例子使用饿汉式,当然也可以用懒汉式):
public abstract class Singleton<T> where T:class,new() { private static readonly T instance = new T(); protected Singleton() { } public static T GetSingleton()//获取单例 { return instance; } } public class Person : Singleton<Person> { }
可以看到这种单例通过继承的方式,既可以new实例也可以获取单例实例。如果要实现上面的完全封闭(禁用外部new),也可以完全在Person类中写个私有构造器在Singleton<T>类中实例的获取new T()改为反射调用私有构造器的方式实现,总感觉怪怪的。
下面是主程序调用该单例方法:
static void Main(string[] args) { Person p1 = Person.GetSingleton(); Person p2 = Singleton<Person>.GetSingleton(); if (object.ReferenceEquals(p1, p2)) { Console.WriteLine("两个对象是同一实例"); } Console.ReadKey(); }
输出结果: