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.Net 单例模式(Singleton)

关键词:单例模式Singleton  阅读(506) 赞(15)

[摘要]单例模式的意思就是只有一个实例。单例模式确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。这个类称为单例类
每台计算机可以有若干个打印机,但只能有一个Printer Spooler, 以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干传真卡,但是只应该有一个软件负责管理传真卡,以避免出现两份传真作业同时传到传真卡中的情况。每台计算机可以有若干通信端口,系统应当集中管理这些通信端口,以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。

问题描述:

        单例模式 Singleton Pattern

问题解决:

(1)单例模式简介:

Singleton模式要求一个类有且仅有一个实例,并且提供了一个全局的访问点。这就提出了一个问题:如何绕过常规的构造器,提供一种机制来保证一个类只有一个实例?客户程序在调用某一个类时,它是不会考虑这个类是否只能有一个实例等问题的,所以,这应该是类设计者的责任,而不是类使用者的责任。

单例模式特点:

    (1.1)一个类有且仅有一个实例

    (1.2)类提供一个全局的访问点

        (2)单例模式的实现:

(2.1)简单实现:

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上述实现的优点:

          (1)直到对象要求时,才进行实例的初始化,这种实现方法称为:“惰性实例化”,惰性实例化,避免了程序启动时创建不必要的Singleton。

上述实现的缺点:

           (1)这种实现对于多线程环境并不安全,可能实例化多个对象,例如可能存在两个线程进行instance==null的判断,然后创建两个单例对象,这就违背了单例模式的设计意图。

    (2.2)安全的线程:

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以上的实现保证了单例对象在多线程的情况下只会创建一个,但是padlock增加了额外的开销

    (2.3)双重锁定

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        这种实现方式对多线程来说是安全的,同时线程不是每次都加锁,只有判断对象实例没有被创建时它才加锁,有了我们上面第一部分的里面的分析,我们知道,加锁后还得再进行对象是否已被创建的判断。它解决了线程并发问题,同时避免在获取 Instance 的调用中都出现独占锁定。它还允许您将实例化延迟到第一次访问对象时发生。实际上,应用程序很少需要这种类型的实现。大多数情况下我们会用静态初始化。这种方式仍然有很多缺点:无法实现延迟初始化。

(2.4)静态初始化

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        此实现中,将在第一次引用类的任何成员创建实例,该类标记为 sealed 以阻止发生派生,而派生可能会增加实例。此外,变量标记为 readonly,这意味着只能在静态初始化期间(此处显示的示例)或在类构造函数中分配变量。它仍然可以用来解决 Singleton 模式试图解决的两个基本问题:全局访问和实例化控制。公共静态属性为访问实例提供了一个全局访问点。此外,由于构造函数是私有的,因此不能在类本身以外实例化 Singleton 类;因此,变量引用的是可以在系统中存在的唯一的实例。

由于 Singleton 实例被私有静态成员变量引用,因此在类首次被对 Instance 属性的调用所引用之前,不会发生实例化。这种方法唯一的潜在缺点是,您对实例化机制的控制权较少。在 Design Patterns 形式中,您能够在实例化之前使用非默认的构造函数或执行其他任务。由于在此解决方案中由 .NET Framework 负责执行初始化,因此您没有这些选项。在大多数情况下,静态初始化是在 .NET 中实现 Singleton 的首选方法。

     (2.5)延迟初始化:

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        (3)单例模式的优缺点:

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        (4)单例模式适用情况和应用场景:

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        (5)具体实例:

总结:

        Singleton设计模式是一个非常有用的机制,可用于在面向对象的应用程序中提供单个访问点。



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