（转）C# 单例模式

文章1：

 一、多线程不安全方式实现

public sealed class SingleInstance

   {

       private static SingleInstance instance;

       private SingleInstance() { }

       public static SingleInstance Instance

       {

           get

           {

               if (null == instance)

               {

                   instance = new SingleInstance();

               }

               return instance;

           }

       }

   }

　　sealed表示SingleInstance不能被继承。其实构造函数私有化已经达到了这个效果，私有的构造函数不能被继承。为了可读性，可以加个sealed。

不安全的单例指的是在多线程环境下可能有多个线程同时进入if语句，创建了多次单例对象。

   二、安全的单例模式

public sealed class SingleInstance

  {

      private static volatile SingleInstance instance;

      private static readonly object obj = new object();

      private SingleInstance() { }

      public static SingleInstance Instance

      {

          get

          {

              if (null == instance)

              {

                  lock (obj)

                  {

                      if (null == instance)

                      {

                          instance = new SingleInstance();

                      }

                  }

 

              }

              return instance;

          }

      }

  }

　加锁保护，在多线程下可以确保实例值被创建一次。缺点是每次获取单例，都要进行判断，涉及到的锁和解锁比较耗资源。

三、只读属性式

public sealed class SingleInstance

   {

       private static readonly SingleInstance instance = new SingleInstance();

       private SingleInstance() { }

       public static SingleInstance Instance

       {

           get

           {

               return instance;

           }

       }

   }

　　 借助readonly属性，instance只被初始化一次，同样达到了单例的效果。在Main函数执行第一句话之前，instance其实已经被赋值了，并不是预期的 只有到访问Instance变量时才创建对象。

如下代码：

class Program

   {

       static void Main(string[] args)

       {

           Console.WriteLine("Begin");

           var temp = SingleInstance.instance; ;

       }

   }

 

   public sealed class SingleInstance

   {

       public static readonly SingleInstance instance = new SingleInstance();

       private SingleInstance()

       {

           Console.WriteLine("初始化初始化！");

       }

       public static SingleInstance Instance

       {

           get { return instance; }

       }

   }

　　输出：

在执行第一句代码之前，实例已经被初始化。

解决方法是在SingleInstance中加上静态构造函数。

public sealed class SingleInstance

   {

       public static readonly SingleInstance instance = new SingleInstance();

       static SingleInstance() { }

       private SingleInstance()

       {

           Console.WriteLine("初始化初始化！");

       }

       public static SingleInstance Instance

       {

           get { return instance; }

       }

   }

　　在运行输出：

四、使用Lazy

public sealed class SingleInstance

   {

       private static readonly Lazy<SingleInstance> instance = new Lazy<SingleInstance>(() => new SingleInstance());

       private SingleInstance(){}

       public static SingleInstance Instance

       {

           get

           {

               return instance.Value;

           }

       }

   }

　　Lazy默认是线程安全的。MSDN描述如下：

Will the lazily initialized object be accessed from more than one thread? If so, the Lazy<T> object might create it on any thread. You can use one of the simple constructors whose default behavior is to create a thread-safe Lazy<T> object, so that only one instance of the lazily instantiated object is created no matter how many threads try to access it. To create a Lazy<T> object that is not thread safe, you must use a constructor that enables you to specify no thread safety.

五、泛型单例

class Program

{

    static void Main(string[] args)

    {

        Console.WriteLine("Begin");

        mySingle.Instance.age = 500;

        Console.WriteLine(mySingle.Instance.age);

    }

}

 

public abstract class SingleInstance<T>

{

    private static readonly Lazy<T> _instance = new Lazy<T>(() =>

        {

            var ctors = typeof(T).GetConstructors(BindingFlags.Instance| BindingFlags.NonPublic| BindingFlags.Public);

            if (ctors.Count() != 1)

                throw new InvalidOperationException(String.Format("Type {0} must have exactly one constructor.", typeof(T)));

            var ctor = ctors.SingleOrDefault(c => c.GetParameters().Count() == 0 && c.IsPrivate);

            if (ctor == null)

                throw new InvalidOperationException(String.Format("The constructor for {0} must be private and take no parameters.", typeof(T)));

            return (T)ctor.Invoke(null);

        });

    public static T Instance

    {

      get{ return _instance.Value;}

    }

}

 

public class mySingle : SingleInstance<mySingle>

{

    private mySingle() { }

    public int age;

}

文章2：

什么是单例模式？

1.简单的思路就是, 创建对象单例的动作转移到另外的行为上面, 利用一个行为去创建对象自身, 如下:

   public class Singleton
    {
        private static Singleton _Singleton = null;
        public static Singleton CreateInstance()
        {
            if (_Singleton == null)
            {
             Console.WriteLine("被创建");
             _Singleton = new Singleton();
            }
            return _Singleton;
        }
    }

这样写看上去是没有问题, 但是有没有那种可能, 同时两个动作都判断这个对象为空, 那么这个对象就会被创建2次？是的, 多线程中, 这样是无法保证单例。

就像这样, 同时创建多个线程去创建这个对象实例的时候, 会被多次创建, 这个时候, 对代码改进一下。

    public class Singleton
    {
        private static Singleton _Singleton = null;
        private static object Singleton_Lock = new object(); //锁同步
        public static Singleton CreateInstance()
        {
                lock (Singleton_Lock)
                {
　　　　　　　　　　　　Console.WriteLine("路过");
                    if (_Singleton == null)
                    {
　　　　　　　　　　　　　　Console.WriteLine("被创建");
                        _Singleton = new Singleton();
                    }
                }
            return _Singleton;
        }
    }

调试代码：

               TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();
                List<Task> taskList = new List<Task>();

                for (int i = 0; i < 5; i++)
                {
                    taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
                     {
                         Singleton singleton = Singleton.CreateInstance();
                     }));
                }

结果：

上面, 我们创建了多个线程,同时去创建这个对象的实例, 在第二次,对象命名已经被创建了, 尽管只创建了一次满足了我们的需求, 但是我们已知对象被创建了, 还需要进来做不必要的动作吗？

我们都知道, 同步锁为了达到预期的效果, 也是损耗了性能的, 那么下面的输出, 很显然是没必要的动作, 所以我们优化一下。

    public class Singleton
    {
        private static Singleton _Singleton = null;
        private static object Singleton_Lock = new object();
        public static Singleton CreateInstance()
        {
            if (_Singleton == null) //双if +lock
            {
                lock (Singleton_Lock)
                {
                    Console.WriteLine("路过。");
                    if (_Singleton == null)
                    {
                        Console.WriteLine("被创建。");
                        _Singleton = new Singleton();
                    }
                }
            }
            return _Singleton;
        }
    }

结果：

很显然, 这样达到了我们的预期, 对象在被创建后, 就没必要做多余的行为。

利用静态变量实现单例模式

    public class SingletonThird
    {
        /// <summary>
        /// 静态变量
        /// </summary>
        private static SingletonThird _SingletonThird = new SingletonThird();

        public static SingletonThird CreateInstance()
        {
            return _SingletonThird;
        }
    }

是不是觉得很优雅, 利用静态变量去实现单例,  由CLR保证，在程序第一次使用该类之前被调用，而且只调用一次

PS: 但是他的缺点也很明显, 在程序初始化后, 静态对象就被CLR构造了, 哪怕你没用

利用静态构造函数实现单例模式

    public class SingletonSecond
    {
        private static SingletonSecond _SingletonSecond = null;

        static SingletonSecond()
        {
 
            _SingletonSecond = new SingletonSecond();
        }

        public static SingletonSecond CreateInstance()
        {
            return _SingletonSecond;
        }
    }

静态构造函数：只能有一个，无参数的，程序无法调用 。

同样是由CLR保证，在程序第一次使用该类之前被调用，而且只调用一次

同静态变量一样, 它会随着程序运行, 就被实例化, 同静态变量一个道理。

文章分别转载自https://www.cnblogs.com/lh218/p/4713599.html、https://www.cnblogs.com/zh7791/p/7930342.html