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[ASP.net教程]设计模式01: Singleton 单例模式(创建型模式)


Singleton 单例模式(创建型模式)

动机(Motivation)
当进行软件开发是会有这样一种需求:在系统中只有存在一个实例才能确保它们的逻辑正确性、以及良好的效率。
这应该是类设计者的责任,而不是使用者的责任。

意图(Intent)
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。——《设计模式》GoF

单线程Singleton模型实现:

 1 pulic class Singleton 2 { 3   private static Singleton instance;//如果客户不需要这个实例最好不要new一个实例,不要在这里new 4    5   private Singleton(){}//如果不写的话,将会是public的构造器,public是可以随便new的 6    7   public static Singleton Instance 8   { 9     get10     {11       if(instance==null)12       {13         instance=new Singleton();14       }15       return instance;16     }17   }18 }

调用:Singleton instance = Singleton.Instance;

单线程Singleton模式的几个要点:
Singleton模式总的实例构造器可以设置为protected以允许子类派生。
Single模式一般不要支持IColoneable接口,因为这可能导致多个对象实例,同样与Singleton模式的初衷违背。
Single模式只考虑到了对象创建的管理,没有考虑对象销毁的管理。就支持垃圾回收的平台和对象的开销来讲,我们没有必要对其销毁进行特殊的处理。

多线程Singleton模型实现:

 1 class Singleton 2 { 3   private static volatile Singleton instance=null;//编译代码的时候编译器会对代码微调,为了禁止微调所以要加volatile 4   private static object lockHelper=new object(); 5   private Singleton(){} 6   public sttic Singleton Instance 7   { 8     get 9     {10       if(instance==null)11       {12         lock(lockHelper)13         {14           if(instance==null)15           {16             instance=new Singleton();17           }18         }19       }20       return instance;21     }22   }23 }

.NET自带的单例实现:

1 class Singleton2 {3   public static readonly Singleton Instance = new Singleton();//内联初始化4   private Singleton(){}5 }

等同于:

1 class Singleton2 {3   public static readonly Singleton Instance;//Instance在被访问之前会先走静态构造器4   static Singleton()//静态构造器,.net类型初始化机制可以保证只有一个线程执行。静态构造器不能传递参数,它是给系统来调用的。5   {6     Instance=new Singleton();7   }8   private Singleton(){}9 }

弊端:
不支持参数化
以单线程Singleton模型实现为例,就可以支撑参数化:

 1 pulic class Singleton 2 { 3   private static Singleton instance; 4    5   private Singleton(int x,int y) 6   { 7     this.x=x; 8     this.y=y; 9   }10   11   public static Singleton GetInstance(int x,int y)12   {13     if(instance==null)14     {15       instance=new Singleton(x,y);16     }17     else18     {19       instance.x=x;20       instance.y=y;21     }22     return instance;23   }24   25   int x;26   int y;  27 }

调用:
Singleton t1=Singleton.GetInstance(100,200);
Singleton t2=Singleton.GetInstance(200,300);

其实可以用设置属性的方法也可以这实现:

 1 class Singleton 2 { 3   public static readonly Singleton Instance = new Singleton();//内联初始化 4   private Singleton(){} 5    6   public int x 7   { 8     get{ 9       return this.x;10     }11     set{12       this.x=x;13     }14   }15   public int y16   {17     get{18       return this.y;19     }20     set{21       this.y=y;22     }23   }24   int x;25   int y;26   27   /*也可以添加初始化函数(也可以带参数),来和构造器进行剥离28   public void Init()29   {30     ...31   }32   */33 }

Singleton模式扩展
将一个实例扩展到n个实例,例如对象池的实现。
将new构造器的调用转移到其他类中,例如多个类协同工作环境中,某个局部环境只需要拥有某个类的一个实例。
理解和扩展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”。

最近在看李建忠老师的 《C#面向对象设计模式纵横谈》,虽然是很多年前的视频,还是很受启发,就决定把笔记整理一遍。