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单例模式——Singleton

2024-07-18 11:43:40   232人阅读

模式分类：

从目的来看：
1.创建型（Creational）模式：负责对象创建。
2.结构型（Structural）模式：处理类于对象间的组合。
3.行为型（Behavioral）模式：类与对象交互中的职责分配。
从范围看：
1.类模式处理类于子类的静态关系。
2.对象模式处理对象间的动态关系。

动机

在软件系统中，经常有一些这样特殊的类，必须保证他们在系统中只存在一个实例，才能确保他们的逻辑正确性、以及良好的效率。
绕过常规的构造器，提供一种机制保证一个类只有一个实例。

意图

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。

结构

单线程Singleton模式实现：

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

 

或者：
public class Singleton{    private static Singleton Instance = new Singleton();    private Singleton() {}    public static Singleton Instance    {        get        {            return instance;        }    }}

两者有啥区别？

第一种可以做到LazyLoad。
判断对象的引用：
Object.ReferenceEquals(t1,t2)

单线程Singleton模式的几个要点

1.单例模式可以设置为protected允许派生子类。
2.单例模式一般不支持ICloneable接口，这可以导致多个实例，于单例模式初衷违背。
3.单例模式不要支持序列化，序列化，反序列化形成了深拷贝，于单例模式初衷违背
4.单例模式没有考虑对象销毁，对于存在垃圾回收的平台不需要考虑，一般不会让类很大。所以消耗很小
5.不能应对多线程环境：在多线程环境下，使用Singleton模式仍有可能得到Singleton类的多个实例对象。

多线程Singleton模式

public class Singleton{    private static volatile Singleton Instance = ;    private static object lockHelper = new Object();    private Singleton() {}    public static Singleton Instance    {        get        {            if(instance == null)            {                lock(lockHelper)                {                    if(instance == null)                    {                        instance = new Singleton();                    }                }            }            return instance;        }    }}

 

双检查（Double Check）：就是为了防止多线程的实例创建。
编译器代码编译的时候，会进行代码顺序微调，加了volatile保证代码编译不调整指令。
class Singleton{    public static readonly Singleton Instance = new Singleton();    private Singleton() {}}

与

class Singleton{    public static readonly Singleton Instance;    static Singleton()    {        Instance = new Singleton();    }    private Singleton();}

 

的效果是一样的。
静态构造器的角色：
1.静态构造器的执行时间：只在静态字段初始化之前初始化。（内敛初始化会把初始化放到静态构造器中初始化。）
beforefieldinit
2.dot net 机制保证了静态构造器确保了只有一个执行静态构造器。不会有多个静态构造器执行。
3.不支持参数的构造器。

使用.Net类型初始化机制实现多线程Singleton模式

public class Singleton{    private static Singleton instance;    private Singleton(int x, int y)    {        this.x = x;        this.y = y;    }    public static Singleton GetInstance(int x, int y)    {        if (instance == null)        {            instance = new Singleton(x, y);        }        else        {            instance.x = x;            instance.y = y;        }        return instance;    }}

 

Singleton模式扩展

1.将一个实例扩展到n个实例，例如对象池的实现。（其实就是控制构造的过程，Singleton就是控制对象的个数）
2.将new构造器的调用转移到其他类中，例如多个协同工作环境中，某个局部环境只需要拥有某个累的一个实例
3.理解Singleton模式的核心是“如何控制用户使用new对一个类的实例构造器的任意调用。”


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