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ibcadmin 发表于 2019-11-8 09:49:44

c#设计模式之单例模式

c#计划模式之单例模式
场景形貌
单例模式对于我们来说一点也不模式，是一个常见的名称，单例模式在步调中的实际效果就是：确保一个步调中只有一个实例，并提供一个全局访问点，节省系统资源
单例模式无论是在实际开发中还是在软件应用中比力常见，比如，windows系统的使命管理器、IIS的HttpApplication、实际项目中的日记组件等等
实现方式
 　　单例模式为了实现一个实例，那么只有不把实例创建袒暴露去，只通过类自己来创建实例，为了实现效果，必要界说一个私有构造函数
　　单例模式实现方式有：饿汉式、懒汉式、双重验证式、静态内部类、耽误加载（Lazy）
　　下面分别对每一种实现方式做一个简单的实例，以及其优缺点
　　饿汉式

/// <summary>
/// 创建一个 Singleton 类（饿汉式）
/// 这种方式比力常用，但容易产生垃圾对象。
///优点：没有加锁，实验效率会进步。
///缺点：类加载时就初始化，浪费内存。
///它基于 classloder 机制避免了多线程的同步标题，不外，instance 在类装载时就实例化，
///固然导致类装载的缘故因由有许多种，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法，
///但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时间初始化 instance 显然没有到达 lazy loading 的效果。
/// </summary>
public class SingleObject
{
 //创建 SingleObject 的一个对象
 private static SingleObject instance = new SingleObject();

 //让构造函数为 private，如许该类就不会被实例化
 private SingleObject() {
 Console.WriteLine("我被创建了.饿汉式");
 }

 //获取唯一可用的对象
 public static SingleObject GetInstance()
 {
 return instance;
 }

 public void ShowMessage()
 {
 Console.WriteLine("Hello World.饿汉式");
 }
}

 
　　懒汉式
 　　 

/// <summary>
/// 创建一个 Singleton 类（懒汉式）
/// 这种方式具备很好的 lazy loading，可以或许在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 环境下不必要同步。
/// 优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
/// 缺点：懒汉式在单个线程中没有标题，但多个线程同事访问的时间就大概同事创建多个实例，而且这多个实例不是同一个对象。
/// </summary>
public class SingleObject1
{
 //创建 SingleObject 的一个对象
 private static SingleObject1 instance;

 //让构造函数为 private，如许该类就不会被实例化
 private SingleObject1() { }

 //获取唯一可用的对象
 public static SingleObject1 GetInstance()
 {
 if (instance == null)
 {
 instance = new SingleObject1();
 Console.WriteLine("我被创建了.懒汉式");
 }
 return instance;
 }

 public void ShowMessage()
 {
 Console.WriteLine("Hello World.懒汉式");
 }
}

 
　　双重验证式
 

/// <summary>
/// 创建一个 Singleton 类（双重验证）
/// 这种方式具备很好的 lazy loading，可以或许在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 环境下不必要同步。
/// 优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费，线程安全。
/// 缺点：必须加锁 synchronized 才华包管单例，但加锁会影响效率。
/// </summary>
public class SingleObject2
{
 //创建 SingleObject 的一个对象
 private static SingleObject2 instance;

 // 界说一个标识确保线程同步
 private static readonly object locker = new object();

 //让构造函数为 private，如许该类就不会被实例化
 private SingleObject2() { }

 //获取唯一可用的对象
 public static SingleObject2 GetInstance()
 {
 //// 假如为空，那么就加锁，创建实例
 if (instance == null)
 {
 lock (locker)
 {
 //// 枷锁乐成后，在做一次非空判定，避免在加锁期间以创建了实例而导致重复创建
 if (instance == null)
 {
 instance = new SingleObject2();
 Console.WriteLine("我被创建了.双重验证");
 }
 }
 }
 return instance;
 }

 public void ShowMessage()
 {
 Console.WriteLine("Hello World.双重验证");
 }
}

 
　　静态内部类
 　　

/// <summary>
/// 创建一个 Singleton 类(静态内部类)
/// 这种方式不消加锁，在效率上和内存利用上都比力良好
/// 降服了饿汉模式的不敷饿汉模式实验效率高，由于在类加载的时间初始化导致内存浪费
/// </summary>
public class SingletonStatic
{
 /// <summary>
 /// 内部类
 /// </summary>
 public class SingletonStaticInner
 {
 /// <summary>
 /// 当一个类有静态构造函数时，它的静态成员变量不会被beforefieldinit修饰
 /// 就会确保在被引用的时间才会实例化，而不是步调启动的时间实例化
 /// </summary>
 static SingletonStaticInner() { }

 /// <summary>
 /// 实例化
 /// </summary>
 internal static SingletonStatic singletonStatic = new SingletonStatic();
 }

 /// <summary>
 /// 私有构造函数
 /// </summary>
 private SingletonStatic() {
 Console.WriteLine("我被创建了.静态内部类");
 }

 /// <summary>
 /// 获取实例
 /// </summary>
 /// <returns></returns>
 public static SingletonStatic GetInstance()
 {
 return SingletonStaticInner.singletonStatic;
 }

 public void ShowMessage()
 {
 Console.WriteLine("Hello World.静态内部类");
 }
}

 
　　耽误加载（Lazy）
 　　

/// <summary>
/// 创建一个 Singleton 类(Lazy)
/// 该方式是必要.netformwork4+
/// </summary>
public class SingletonLazy
{
 private static Lazy<SingletonLazy> singletonLazy = new Lazy<SingletonLazy>(()=>new SingletonLazy());

 /// <summary>
 /// 私有构造函数
 /// </summary>
 private SingletonLazy()
 {
 Console.WriteLine("我被创建了.Lazy");
 }

 /// <summary>
 /// 获取实例
 /// </summary>
 /// <returns></returns>
 public static SingletonLazy GetInstance()
 {
 return singletonLazy.Value;
 }

 public void ShowMessage()
 {
 Console.WriteLine("Hello World.Lazy");
 }
}

 
　　每一种创建方式测试
 　　创建一个控制台步调，通过多线程对每一种实现方式利用，检察实在例次数分析：

/*
先容
意图：包管一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
告急解决：一个全局利用的类频繁地创建与烧毁。
何时利用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时间。
怎样解决：判定系统是否已经有这个单例，假如有则返回，假如没有则创建。
关键代码：构造函数是私有的。
应用实例：
范例的已有应用：
1、windows的使命管理器等
2、IIS的HttpApplication，全部的HttpModule都共享一个HttpApplication实例
在项目中的实际利用场景：
1、日记组件
2、多线程线程池管理
3、网站计数器
4、设置文件管理
*/

class Program
{
 static void Main(string[] args)
 {
 TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();
 List<Task> taskList = new List<Task>();

 //// 测试--饿汉式
 for (int i = 0; i < 5; i++)
 {
 taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
 {
 SingleObject.GetInstance();
 }));
 }

 //// 测试--懒汉式
 for (int i = 0; i < 5; i++)
 {
 taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
 {
 SingleObject1.GetInstance();
 }));
 }

 //// 测试--双重验证
 for (int i = 0; i < 5; i++)
 {
 taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
 {
 SingleObject2.GetInstance();
 }));
 }

 //// 测试--静态内部类
 for (int i = 0; i < 5; i++)
 {
 taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
 {
 SingletonStatic.GetInstance();
 }));
 }

 //// 测试--Lazy
 for (int i = 0; i < 5; i++)
 {
 taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
 {
 SingletonLazy.GetInstance();
 }));
 }

 Console.ReadLine();
 }
}

 

运行效果：
　　
 

总结
 　根据单例模式是每一种实现方式对比分析，在实际利用过程中：发起接纳耽误加载（Lazy）
　固然，尚有其他雷同的实现单例的方式，没有写到的，也接待大家一起互换，勿喷

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