单例模式三种写法:
第一种最简单,但没有考虑线程安全,在多线程时可能会出问题,不过俺从没看过出错的现象,表鄙视我……
publicclass Singleton{ privatestatic Singleton _instance =null;private Singleton(){ }publicstatic Singleton CreateInstance() { if(_instance ==null)
{ _instance =new Singleton(); }return _instance; }}
第二种考虑了线程安全,不过有点烦,但绝对是正规写法,经典的一叉
publicclass Singleton{ private volatilestatic Singleton _instance =null;privatestaticreadonlyobject lockHelper =newobject();private Singleton(){ }publicstatic Singleton CreateInstance() { if(_instance ==null){ lock(lockHelper) { if(_instance ==null) _instance =new Singleton();}}return _instance;}}第三种可能是C#这样的高级语言特有的,实在懒得出奇
publicclass Singleton{
private Singleton(){ }publicstaticreadonly Singleton instance =new Singleton();}
一、 单例(Singleton)模式
单例模式的特点:
单例类只能有一个实例。
单例类必须自己创建自己的唯一实例。
单例类必须给所有其它对象提供这一实例。
单例模式应用:
二、 Singleton模式的结构: 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。(关于线程问题以及C#所特有的Singleton将在后面详细论述)。
三、 程序举例: 该程序演示了Singleton的结构,本身不具有任何实际价值。
// Singleton pattern -- Structural example using System; // "Singleton" class Singleton { // Fieldsprivatestatic Singleton instance;// Constructorprotected Singleton() {}// Methodspublicstatic Singleton Instance(){ // Uses "Lazy initialization"if( instance ==null ) instance =new Singleton();return instance; }} ///<summary>/// Client test///</summary> public class Client { publicstaticvoid Main(){ // Constructor is protected -- cannot use new Singleton s1 = Singleton.Instance(); Singleton s2 = Singleton.Instance();if( s1 == s2 ) Console.WriteLine( "The same instance" ); }} 四、 在什么情形下使用单例模式: 使用Singleton模式有一个必要条件:在一个系统要求一个类只有一个实例时才应当使用单例模式。反过来,如果一个类可以有几个实例共存,就不要使用单例模式。
注意:
不要使用单例模式存取全局变量。这违背了单例模式的用意,最好放到对应类的静态成员中。
不要将数据库连接做成单例,因为一个系统可能会与数据库有多个连接,并且在有连接池的情况下,应当尽可能及时释放连接。Singleton模式由于使用静态成员存储类实例,所以可能会造成资源无法及时释放,带来问题。
五、 Singleton模式在实际系统中的实现 下面这段Singleton代码演示了负载均衡对象。在负载均衡模型中,有多台服务器可提供服务,任务分配器随机挑选一台服务器提供服务,以确保任务均衡(实际情况比这个复杂的多)。这里,任务分配实例只能有一个,负责挑选服务器并分配任务。
// Singleton pattern -- Real World example using System; using System.Collections; using System.Threading; // "Singleton" class LoadBalancer { // Fieldsprivatestatic LoadBalancer balancer;private ArrayList servers =new ArrayList();private Random random =new Random();// Constructors (protected)protected LoadBalancer(){ // List of available servers servers.Add( "ServerI" ); servers.Add( "ServerII" ); servers.Add( "ServerIII" ); servers.Add( "ServerIV" ); servers.Add( "ServerV" ); }// Methodspublicstatic LoadBalancer GetLoadBalancer(){ // Support multithreaded applications through// "Double checked locking" pattern which avoids// locking every time the method is invokedif( balancer ==null ){ // Only one thread can obtain a mutex Mutex mutex =new Mutex(); mutex.WaitOne();if( balancer ==null ) balancer =new LoadBalancer(); mutex.Close(); }return balancer; }// Propertiespublicstring Server{ get{ // Simple, but effective random load balancerint r = random.Next( servers.Count );return servers[ r ].ToString(); } }} ///<summary>/// SingletonApp test///</summary>/// public class SingletonApp { publicstaticvoid Main( string[] args ){ LoadBalancer b1 = LoadBalancer.GetLoadBalancer(); LoadBalancer b2 = LoadBalancer.GetLoadBalancer(); LoadBalancer b3 = LoadBalancer.GetLoadBalancer(); LoadBalancer b4 = LoadBalancer.GetLoadBalancer();// Same instance?if( (b1 == b2) && (b2 == b3) && (b3 == b4) ) Console.WriteLine( "Same instance" );// Do the load balancing Console.WriteLine( b1.Server ); Console.WriteLine( b2.Server ); Console.WriteLine( b3.Server ); Console.WriteLine( b4.Server ); }} 六、 C#中的Singleton模式 C#的独特语言特性决定了C#拥有实现Singleton模式的独特方法。这里不再赘述原因,给出几个结果:
方法一:
下面是利用.NET Framework平台优势实现Singleton模式的代码:
sealed class Singleton { private Singleton();publicstaticreadonly 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: )
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。
详细情况可以参考微软MSDN文章:
方法二:
既然方法一存在问题,我们还有其它办法。
public sealed class Singleton { Singleton(){ }publicstatic Singleton GetInstance(){ return Nested.instance; }class Nested{ // Explicit static constructor to tell C# compiler// not to mark type as beforefieldinitstatic Nested(){ }internalstaticreadonly Singleton instance =new Singleton(); }} 这实现了延迟初始化,并具有很多优势,当然也存在一些缺点。详细内容请访问:。文章包含五种Singleton实现,就模式、线程、效率、延迟初始化等很多方面进行了详细论述。