单例模式及常见写法分析（设计模式01）

单例模式及常见写法分析（设计模式01）

保证一个类仅有一个实例，并提供一个该实例的全局访问点。

——《设计模式》

单例模式的概念很简单，下面以C#语言为例子，列出常见单例写法的优缺点。

1、简单实现

public sealed class Singleton { static Singleton instance = null; public void Show() { Console.WriteLine( "instance function"); } private Singleton() { } public static Singleton Instance { get { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } } }

评注：

对于线程来说不安全 单线程中已满足要求优点: 由于实例是在 Instance 属性方法内部创建的，因此类可以使用附加功能 直到对象要求产生一个实例才执行实例化；这种方法称为“惰性实例化”。惰性实例化避免了在应用程序启动时实例化不必要的 singleton。

2、线程的安全

public sealed class Singleton { static Singleton instance = null; private static readonly object padlock = new object(); private Singleton() { } public static Singleton Instance { get { lock (padlock) { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } return instance; } } }

评注：

同一个时刻加了锁的那部分程序只有一个线程可以进入 对象实例由最先进入的那个线程创建 后来的线程在进入时（instence == null）为假，不会再去创建对象实例 增加了额外的开销，损失了性能

3、双重锁定

public sealed class Singleton { static Singleton instance = null; private static readonly object padlock = new object(); private Singleton() { } public static Singleton Instance { get { if (instance == null) { lock (padlock) { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; } } }

评注：

多线程安全 线程不是每次都加锁 允许实例化延迟到第一次访问对象时发生

4、静态初始化

public sealed class Singleton { private static readonly Singleton instance = null; static Singleton() { instance = new Singleton(); } private Singleton() { } public static Singleton Instance { get { return instance; } } }

评注：

依赖公共语言运行库负责处理变量初始化 公共静态属性为访问实例提供了一个全局访问点 对实例化机制的控制权较少(.NET代为实现) 静态初始化是在 .NET 中实现 Singleton 的首选方法

小注：

静态构造函数既没有访问修饰符，C#会自动把他们标记为private，之所以必须标记为private，

是为了阻止开发人员写的代码调用它，对它的调用总是由CLR负责的。

5、延迟初始化

public sealed class Singleton { private Singleton() { } public static Singleton Instance { get { return Nested.instance; } } public static void Hello() { } private class Nested { internal static readonly Singleton instance = null; static Nested() { instance = new Singleton(); } } }

评注：

初始化工作由Nested类的一个静态成员来完成，这样就实现了延迟初始化。

由于静态函数的调用时机，是在类被实例化或者静态成员被调用的时候进行调用，并且是由.net框架来调用静态构造函数来初始化静态成员变量， 所以，如果按照写法四来写，再调用Hello方法的时候，就会实例化出来Singleton实例，这不是我们想看到的，因为我们有可能只是想用Hello方法，而不是别的。

注意事项：

1、Singleton模式中的实例构造器可以设置为protected以允许子类派生。 2、Singleton模式一般不要支持ICloneable接口，因为这可能会导致多个对象实例，与Singleton模式的初衷违背。 3、Singleton模式一般不要支持序列化，因为这也有可能导致多个对象实例，同样与Singleton模式的初衷违背。 4、Singletom模式只考虑到了对象创建的管理，没有考虑对象销毁的管理。就支持垃圾回收的平台和对象的开销来讲，我们一般没有必要对其销毁进行特殊的管理。

总结：

1、Singleton模式是限制而不是改进类的创建。 2、理解和扩展Singleton模式的核心是“如何控制用户使用new对一个类的构造器的任意调用”。 3、可以很简单的修改一个Singleton，使它有少数几个实例，这样做是允许的而且是有意义的。

作者：​​jiankunking​​ ​

本文部分内容来自网络，截图部分来自《CLR.via.C#第三版》

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