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C#单例模式

article 2025/3/25 23:43:29

  单例模式 (Singleton),保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

通常我们可以让一个全局变量使得一个对象被访问，但它不能防止你实例化对个对象，一个最好的办法就是，让类自身负责保护它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例可以被创建。并且它可以提供一个访问该实例的方法。
在这里插入图片描述

   Singleton类，定义一个GetInstance操作，允许客户访问它的唯一实例。GetInstance是一个静态方法，主要是负责创建自己的唯一实例。


class Singleton
{
    private static Singleton instance;
    //构造方法让其private 这就堵死了外界利用new创建此类实例的可能
    private Singleton()
    {
    }
    //此方法是获得本类实例的唯一全局访问点
    public static Singleton GetInstance()
    {
        if (instance == null) //若实例不存在，则New一个新实例，否则返回已有的实例
        {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

客户端代码：

 static void Main(string[] args)
 {
     Singleton s1 = Singleton.GetInstance();
     Singleton s2 = Singleton.GetInstance();
     if (s1 == s2) //比较两次实例化后对象的结果是实例相同的
     {
         Console.WriteLine("两个对象是相同的实例");
     }
     Console.ReadKey();
 }

单例模式的好处：
1、可以保证唯一的实例。
2、可以严格地控制客户怎样访问它以及何时访问它。简单地说就是对唯一实例的受控访问。
单例模式与实用类的静态方法区别：
1、实用类不保存状态，仅提供一些静态方法或静态属性让你使用。
单例虽然实例唯一,却是可以有子类来继承。
2、实用类是一些方法属性的集合，单例是有着唯一的对象实例。
二、多线程时的单例
在多线程程序中，注意是同时访问Singleton类，调用GetInstance()方法，会可能造成创建多个实例的。这个时候可以给进程加一把锁来处理。
lock语句： lock是确保当一个线程位于代码的临界区时，另一个线程不进入临界区，如果其他线程试图进入锁定的代码,则它已知等待（即被阻止），指导该对象被释放。

 class Singleton
 {
     private static Singleton instance;
     //程序运行时创建一个静态只读的进程辅助对象
     private static readonly object syncRoot = new object();
     //构造方法让其private 这就堵死了外界利用new创建此类实例的可能
     private Singleton()
     {
     }
     //此方法是获得本类实例的唯一全局访问点
     public static Singleton GetInstance()
     {
         lock (syncRoot)//在同一时刻加了锁的那部分程序只有一个线程可以进入
         {
             if (instance == null) //若实例不存在，则New一个新实例，否则返回已有的实例
             {
                 instance = new Singleton();
             }
         }

         return instance;
     }

}
这段代码使得对象实例由最先进入的那个线程创建，以后的线程在进入时不再去创建对象实例了。由于有了lock，就保证了多线程环境下的同时访问也不会造成多个实例的生产。
三、双重锁定
如果上面每次调用GetInstance方法时都需要lock，这样做法会影响性能，所以可以双重锁定。

 public static Singleton GetInstance()
 {
     //先判断实例是否存在，不存在在加锁.
     if (instance == null)
     {

         lock (syncRoot)
         {

             if (instance == null)
             {
                 instance = new Singleton();
             }
         }
     }
     return instance;
 }