c#设想形式之单例形式

2019-11-18杂谈搜奇网30°c

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c#设想形式之单例形式

场景形貌

单例形式关于我们来讲一点也不形式，是一个罕见的称号，单例形式在顺序中的现实效果就是：确保一个顺序中只要一个实例，并供应一个全局接见点，节约体系资源

单例形式无论是在现实开辟中照样在软件运用中比较罕见，比方，windows体系的使命治理器、IIS的HttpApplication、现实项目中的日记组件等等

完成体式格局

　　单例形式为了完成一个实例，那末只要不把实例建立暴露出去，只经由过程类自身来建立实例，为了完成效果，须要定义一个私有组织函数

　　单例形式完成体式格局有：饿汉式、懒汉式、两重考证式、静态内部类、耽误加载（Lazy）

　　下面分别对每一种完成体式格局做一个简朴的实例，以及其优瑕玷

　　饿汉式

   /// <summary>
    /// 建立一个 Singleton 类（饿汉式）
    /// 这类体式格局比较经常运用，但轻易发生垃圾对象。
    ///长处：没有加锁，实行效力会进步。
    ///瑕玷：类加载时就初始化，糟蹋内存。
    ///它基于 classloder 机制防止了多线程的同步题目，不过，instance 在类装载时就实例化，
    ///虽然致使类装载的缘由有很多种，在单例形式中大多半都是挪用 getInstance 要领，
    ///然则也不能肯定有其他的体式格局（或许其他的静态要领）致使类装载，这时刻初始化 instance 明显没有到达 lazy loading 的效果。
    /// </summary>
    public class SingleObject
    {
        //建立 SingleObject 的一个对象
        private static SingleObject instance = new SingleObject();

        //让组织函数为 private，如许该类就不会被实例化
        private SingleObject() {
            Console.WriteLine("我被建立了.饿汉式");
        }

        //猎取唯一可用的对象
        public static SingleObject GetInstance()
        {
            return instance;
        }

        public void ShowMessage()
        {
            Console.WriteLine("Hello World.饿汉式");
        }
    }

　　懒汉式

  /// <summary>
    /// 建立一个 Singleton 类（懒汉式）
    /// 这类体式格局具有很好的 lazy loading，可以在多线程中很好的事情，然则，效力很低，99% 情况下不须要同步。
    /// 长处：第一次挪用才初始化，防止内存糟蹋。
    /// 瑕玷：懒汉式在单个线程中没有题目，但多个线程同事接见的时刻就可能同事建立多个实例，而且这多个实例不是同一个对象。
    /// </summary>
    public class SingleObject1
    {
        //建立 SingleObject 的一个对象
        private static SingleObject1 instance;

        //让组织函数为 private，如许该类就不会被实例化
        private SingleObject1() { }

        //猎取唯一可用的对象
        public static SingleObject1 GetInstance()
        {
            if (instance == null)
            {
                instance = new SingleObject1();
                Console.WriteLine("我被建立了.懒汉式");
            }
            return instance;
        }

        public void ShowMessage()
        {
            Console.WriteLine("Hello World.懒汉式");
        }
    }

　　两重考证式

    /// <summary>
    /// 建立一个 Singleton 类（两重考证）
    /// 这类体式格局具有很好的 lazy loading，可以在多线程中很好的事情，然则，效力很低，99% 情况下不须要同步。
    /// 长处：第一次挪用才初始化，防止内存糟蹋，线程平安。
    /// 瑕玷：必需加锁 synchronized 才保证单例，但加锁会影响效力。
    /// </summary>
    public class SingleObject2
    {
        //建立 SingleObject 的一个对象
        private static SingleObject2 instance;

        // 定义一个标识确保线程同步
        private static readonly object locker = new object();


        //让组织函数为 private，如许该类就不会被实例化
        private SingleObject2() { }

        //猎取唯一可用的对象
        public static SingleObject2 GetInstance()
        {
            //// 假如为空，那末就加锁，建立实例
            if (instance == null)
            {
                lock (locker)
                {
                    //// 桎梏胜利后，在做一次非空推断，防止在加锁时期以建立了实例而致使反复建立
                    if (instance == null)
                    {
                        instance = new SingleObject2();
                        Console.WriteLine("我被建立了.两重考证");
                    }
                }
            }
            return instance;
        }

        public void ShowMessage()
        {
            Console.WriteLine("Hello World.两重考证");
        }
    }

　　静态内部类

  /// <summary>
    /// 建立一个 Singleton 类(静态内部类) 
    /// 这类体式格局不必加锁，在效力上和内存运用上都比较优异
    /// 克服了饿汉形式的不足饿汉形式实行效力高，因为在类加载的时刻初始化致使内存糟蹋
    /// </summary>
    public class SingletonStatic
    {
        /// <summary>
        /// 内部类
        /// </summary>
        public class SingletonStaticInner
        {
            /// <summary>
            /// 当一个类有静态组织函数时，它的静态成员变量不会被beforefieldinit润饰
            /// 就会确保在被援用的时刻才会实例化，而不是顺序启动的时刻实例化
            /// </summary>
            static SingletonStaticInner() { }

            /// <summary>
            /// 实例化
            /// </summary>
            internal static SingletonStatic singletonStatic = new SingletonStatic();
        }

        /// <summary>
        /// 私有组织函数
        /// </summary>
        private SingletonStatic() {
            Console.WriteLine("我被建立了.静态内部类");
        }

        /// <summary>
        /// 猎取实例
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static SingletonStatic GetInstance()
        {
            return SingletonStaticInner.singletonStatic;
        }

        public void ShowMessage()
        {
            Console.WriteLine("Hello World.静态内部类");
        }
    }

　　耽误加载（Lazy）

    /// <summary>
    /// 建立一个 Singleton 类(Lazy) 
    /// 该体式格局是须要.netformwork4+
    /// </summary>
    public class SingletonLazy
    {
        private static Lazy<SingletonLazy> singletonLazy = new Lazy<SingletonLazy>(()=>new SingletonLazy());

        /// <summary>
        /// 私有组织函数
        /// </summary>
        private SingletonLazy()
        {
            Console.WriteLine("我被建立了.Lazy");
        }

        /// <summary>
        /// 猎取实例
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static SingletonLazy GetInstance()
        {
            return singletonLazy.Value;
        }

        public void ShowMessage()
        {
            Console.WriteLine("Hello World.Lazy");
        }
    }

　　每一种建立体式格局测试

　　建立一个掌握台顺序，经由过程多线程对每一种完成体式格局运用，检察其实例次数剖析：

/*
 引见
企图：保证一个类唯一一个实例，并供应一个接见它的全局接见点。
重要处理：一个全局运用的类频仍地建立与烧毁。
什么时候运用：当您想掌握实例数量，节约体系资源的时刻。
怎样处理：推断体系是不是已经有这个单例，假如有则返回，假如没有则建立。
症结代码：组织函数是私有的。
运用实例：
典范的已有运用：
1、windows的使命治理器等
2、IIS的HttpApplication，一切的HttpModule都同享一个HttpApplication实例
在项目中的现实运用场景：
1、日记组件
2、多线程线程池治理
3、网站计数器
4、配置文件治理
     */
 
class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();
            List<Task> taskList = new List<Task>();

            //// 测试--饿汉式 
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
                {
                    SingleObject.GetInstance();
                }));
            }

            //// 测试--懒汉式 
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
                {
                    SingleObject1.GetInstance();
                }));
            }

            //// 测试--两重考证 
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
                {
                    SingleObject2.GetInstance();
                }));
            }

            //// 测试--静态内部类 
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
                {
                    SingletonStatic.GetInstance();
                }));
            }

            //// 测试--Lazy 
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
                {
                    SingletonLazy.GetInstance();
                }));
            }

            Console.ReadLine();
        }
    }