.Net設計模式之單例模式(Singleton)
一、動機（Motivation）
在軟件系統(tǒng)中，經(jīng)常有這樣一些特殊的類，必須保證它們在系統(tǒng)中只存在一個實例，才能確保它們的邏輯正確性、以及良好的效率。
如何繞過常規(guī)的構(gòu)造器，提供一種機制來保證一個類只有一個實例？
這應該是類設計者的責任，而不是使用者的責任。
二、意圖（Intent）
保證一個類僅有一個實例，并提供一個該實例的全局訪問點
三、結(jié)構(gòu)（Structure）
保證一個類僅有一個實例，并提供一個訪問它的全局訪問點。
四、單例模式的代碼實現(xiàn)
1、單線程Singleton模式的實現(xiàn)
public sealed class Singleton
{
private static Singleton uniqueInstance;// 定義一個靜態(tài)變量來保存類的實例
private Singleton() // 定義私有構(gòu)造函數(shù)，使外界不能創(chuàng)建該類實例
{
}
///
/// 定義公有方法提供一個全局訪問點,同時你也可以定義公有屬性來提供全局訪問點
///
///
public static Singleton GetInstance()
{
if (uniqueInstance == null)// 如果類的實例不存在則創(chuàng)建，否則直接返回
{
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
}私有的實例構(gòu)造器是為了屏蔽默認產(chǎn)生的構(gòu)造器，讓類的使用者無法調(diào)用構(gòu)造器。
單線程Singleton模式的幾個要點
Singleton模式中的實例構(gòu)造器可以設置為protected以允許子類派生。
Singleton模式一般不要支持ICloneable接口，因為這可能會導致多個對象實例，與Singleton模式的初衷違背。
Singleton模式一般不要支持序列化，因為這也有可能導致多個對象實例，同樣與Singleton模式的初衷違背。
Singleton模式只考慮到了對象創(chuàng)建的管理，沒有考慮對象銷毀的管理。就支持垃圾回收平臺和對象的開銷來講，我們一般沒有必要對其銷毀進行特殊的管理。
不能應對多線程環(huán)境：在多線程環(huán)境下，使用Singleton模式仍然有可能得到Singleton類的多個實例對象。
2、雙多線程重鎖定（Double Check）Singleton模式的實現(xiàn)
public sealed class Singleton
{
private static volatile Singleton uniqueInstance;// volatile關(guān)鍵字知識此成員變量能被多個線程訪問。
private static readonly object locker = new object();// 定義一個標識確保線程同步
private Singleton()// 定義私有構(gòu)造函數(shù)，使外界不能創(chuàng)建該類實例
{
}
public static Singleton GetInstance()
{
if (uniqueInstance == null)//先判斷不存在再枷鎖
{
lock (locker)
{
if (uniqueInstance == null)// 如果類的實例不存在則創(chuàng)建，否則直接返回
{
uniqueInstance = new Singleton();
}
}
}
return uniqueInstance;
}
}volatile修飾符：編譯器在編譯代碼的時候會對代碼的順序進行微調(diào)，用volatile修飾保證了嚴格意義的順序。一個定義為volatile的變量是說這變量可能會被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會去假設這個變量的值了。精確地說就是，優(yōu)化器在用到這個變量時必須每次都小心地重新讀取這個變量的值，而不是使用保存在寄存器里的備份。
3、使用C#語言的“靜態(tài)初始化”特性來實現(xiàn)單例的Singleton模式。（.Net中實現(xiàn)Singleton的首選方法）
內(nèi)聯(lián)初始化（生成的同時進行初始化）:
public sealed class Singleton
{
private static readonly Singleton instance = new Singleton();
public static Singleton GetInstance()
{
return Singleton.instance;
}
private Singleton()//私有構(gòu)造函數(shù)，防止外界調(diào)用
{
//...
}
}它等同于：
public sealed class Singleton
{
public static readonly Singleton instance;
//靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)，初始化靜態(tài)變量。CLR只執(zhí)行一次
static Singleton()
{
instance = new Singleton();
}
public static Singleton GetInstance()
{
return Singleton.instance;
}
private Singleton()//私有構(gòu)造函數(shù)，防止外界調(diào)用
{
//...
}
}另一種優(yōu)雅寫法是要用到.net 4.0里Lazy
public sealed class Singleton
{
private static readonly Lazy lazy =
new Lazy(() => new Singleton());
public static Singleton Instance => lazy.Value;
private Singleton()
{
}
}只要想訪問靜態(tài)字段，必定已經(jīng)在之前執(zhí)行了靜態(tài)構(gòu)造器。這樣也能夠精確地保證使用的時候一定能拿到實例，如果不使用也不會實例化對象，也就是延時加載的功能。他同樣能夠支持多線程環(huán)境，因為只可能有一個線程執(zhí)行靜態(tài)構(gòu)造器，不可能有多個線程去執(zhí)行靜態(tài)構(gòu)造器，感覺就是程序已經(jīng)自動為我們加鎖了。它的一點弊端就是它不支持參數(shù)化的實例化方法。
在.NET里靜態(tài)構(gòu)造器只能聲明一個，而且必須是無參數(shù)的，私有的。因此這種方式只適用于無參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。
五、.NET框架中的Singleton應用
t1==t2 這說明，GetType方法獲得的Type實例都是單例。
HttpContext.Current也是如此，他們是通過Singleton的擴展方式實現(xiàn)的，他們的單例也并不是覆蓋所有領(lǐng)域，只是針對某些局部領(lǐng)域中，是單例的，不同的領(lǐng)域中還是會有不同的實例。
到此這篇關(guān)于.Net設計模式之單例模式(Singleton)的文章就介紹到這了。希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
相關(guān)文章
ASP.NET?Core托管模型CreateDefaultBuilder()方法
這篇文章介紹了ASP.NET?Core托管模型CreateDefaultBuilder()方法，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧2022-02-02
ASP.NET Core MVC中的控制器(Controller)介紹
這篇文章介紹了ASP.NET Core MVC中的控制器(Controller)，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧2022-04-04
這篇文章介紹了ASP.NET中的Web控件，文中通過示例代碼介紹的非常詳細。對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下2022-05-05
.Net中Task Parallel Library的基本用法
這篇文章介紹了.Net中Task Parallel Library的基本用法，文中通過示例代碼介紹的非常詳細。對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下2022-10-10
這篇文章介紹了ASP.NET Core讀取配置文件的方法，文中通過示例代碼介紹的非常詳細。對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下2022-02-02
這個控件相比其他控件，屬性少 使用簡單，就先把這個控件的一般使用方法簡單紀錄下2008-10-10
這篇文章介紹了WPF中的數(shù)據(jù)模板用法，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧2022-01-01
這篇文章介紹了.Net行為型設計模式之策略模式（Stragety），文中通過示例代碼介紹的非常詳細。對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下2022-05-05
本文詳細講解了ASP.NET HttpRequest類，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧2022-01-01
ASP.Net?Core?MVC基礎(chǔ)系列之環(huán)境設置
這篇文章介紹了ASP.Net?Core?MVC環(huán)境設置的方法，文中通過示例代碼介紹的非常詳細。對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下2022-02-02