c#設(shè)計模式之單例模式的實現(xiàn)方式

/// <summary>
 /// 創(chuàng)建一個 Singleton 類（餓漢式）
 /// 這種方式比較常用，但容易產(chǎn)生垃圾對象。
 ///優(yōu)點：沒有加鎖，執(zhí)行效率會提高。
 ///缺點：類加載時就初始化，浪費內(nèi)存。
 ///它基于 classloder 機制避免了多線程的同步問題，不過，instance 在類裝載時就實例化，
 ///雖然導(dǎo)致類裝載的原因有很多種，在單例模式中大多數(shù)都是調(diào)用 getInstance 方法，
 ///但是也不能確定有其他的方式（或者其他的靜態(tài)方法）導(dǎo)致類裝載，這時候初始化 instance 顯然沒有達到 lazy loading 的效果。
 /// </summary>
 public class SingleObject
 {
  //創(chuàng)建 SingleObject 的一個對象
  private static SingleObject instance = new SingleObject();

  //讓構(gòu)造函數(shù)為 private，這樣該類就不會被實例化
  private SingleObject() {
   Console.WriteLine("我被創(chuàng)建了.餓漢式");
  }

  //獲取唯一可用的對象
  public static SingleObject GetInstance()
  {
   return instance;
  }

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

/// <summary>
 /// 創(chuàng)建一個 Singleton 類（懶漢式）
 /// 這種方式具備很好的 lazy loading，能夠在多線程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情況下不需要同步。
 /// 優(yōu)點：第一次調(diào)用才初始化，避免內(nèi)存浪費。
 /// 缺點：懶漢式在單個線程中沒有問題，但多個線程同事訪問的時候就可能同事創(chuàng)建多個實例，而且這多個實例不是同一個對象。
 /// </summary>
 public class SingleObject1
 {
  //創(chuàng)建 SingleObject 的一個對象
  private static SingleObject1 instance;

  //讓構(gòu)造函數(shù)為 private，這樣該類就不會被實例化
  private SingleObject1() { }

  //獲取唯一可用的對象
  public static SingleObject1 GetInstance()
  {
   if (instance == null)
   {
    instance = new SingleObject1();
    Console.WriteLine("我被創(chuàng)建了.懶漢式");
   }
   return instance;
  }

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

/// <summary>
 /// 創(chuàng)建一個 Singleton 類（雙重驗證）
 /// 這種方式具備很好的 lazy loading，能夠在多線程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情況下不需要同步。
 /// 優(yōu)點：第一次調(diào)用才初始化，避免內(nèi)存浪費，線程安全。
 /// 缺點：必須加鎖 synchronized 才能保證單例，但加鎖會影響效率。
 /// </summary>
 public class SingleObject2
 {
  //創(chuàng)建 SingleObject 的一個對象
  private static SingleObject2 instance;

  // 定義一個標識確保線程同步
  private static readonly object locker = new object();


  //讓構(gòu)造函數(shù)為 private，這樣該類就不會被實例化
  private SingleObject2() { }

  //獲取唯一可用的對象
  public static SingleObject2 GetInstance()
  {
   //// 如果為空，那么就加鎖，創(chuàng)建實例
   if (instance == null)
   {
    lock (locker)
    {
     //// 枷鎖成功后，在做一次非空判斷，避免在加鎖期間以創(chuàng)建了實例而導(dǎo)致重復(fù)創(chuàng)建
     if (instance == null)
     {
      instance = new SingleObject2();
      Console.WriteLine("我被創(chuàng)建了.雙重驗證");
     }
    }
   }
   return instance;
  }

  public void ShowMessage()
  {
   Console.WriteLine("Hello World.雙重驗證");
  }
 }

/// <summary>
 /// 創(chuàng)建一個 Singleton 類(靜態(tài)內(nèi)部類) 
 /// 這種方式不用加鎖，在效率上和內(nèi)存使用上都比較優(yōu)秀
 /// 克服了餓漢模式的不足餓漢模式執(zhí)行效率高，由于在類加載的時候初始化導(dǎo)致內(nèi)存浪費
 /// </summary>
 public class SingletonStatic
 {
  /// <summary>
  /// 內(nèi)部類
  /// </summary>
  public class SingletonStaticInner
  {
   /// <summary>
   /// 當(dāng)一個類有靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)時，它的靜態(tài)成員變量不會被beforefieldinit修飾
   /// 就會確保在被引用的時候才會實例化，而不是程序啟動的時候?qū)嵗?   /// </summary>
   static SingletonStaticInner() { }

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

  /// <summary>
  /// 私有構(gòu)造函數(shù)
  /// </summary>
  private SingletonStatic() {
   Console.WriteLine("我被創(chuàng)建了.靜態(tài)內(nèi)部類");
  }

  /// <summary>
  /// 獲取實例
  /// </summary>
  /// <returns></returns>
  public static SingletonStatic GetInstance()
  {
   return SingletonStaticInner.singletonStatic;
  }

  public void ShowMessage()
  {
   Console.WriteLine("Hello World.靜態(tài)內(nèi)部類");
  }
 }

/*
 介紹
意圖：保證一個類僅有一個實例，并提供一個訪問它的全局訪問點。
主要解決：一個全局使用的類頻繁地創(chuàng)建與銷毀。
何時使用：當(dāng)您想控制實例數(shù)目，節(jié)省系統(tǒng)資源的時候。
如何解決：判斷系統(tǒng)是否已經(jīng)有這個單例，如果有則返回，如果沒有則創(chuàng)建。
關(guān)鍵代碼：構(gòu)造函數(shù)是私有的。
應(yīng)用實例：
典型的已有應(yīng)用：
1、windows的任務(wù)管理器等
2、IIS的HttpApplication，所有的HttpModule都共享一個HttpApplication實例
在項目中的實際使用場景：
1、日志組件
2、多線程線程池管理
3、網(wǎng)站計數(shù)器
4、配置文件管理
  */
 
class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();
   List<Task> taskList = new List<Task>();

   //// 測試--餓漢式 
   for (int i = 0; i < 5; i++)
   {
    taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
    {
     SingleObject.GetInstance();
    }));
   }

   //// 測試--懶漢式 
   for (int i = 0; i < 5; i++)
   {
    taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
    {
     SingleObject1.GetInstance();
    }));
   }

   //// 測試--雙重驗證 
   for (int i = 0; i < 5; i++)
   {
    taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
    {
     SingleObject2.GetInstance();
    }));
   }

   //// 測試--靜態(tài)內(nèi)部類 
   for (int i = 0; i < 5; i++)
   {
    taskList.Add(taskFactory.StartNew(() =>
    {
     SingletonStatic.GetInstance();
    }));
   }

   Console.ReadLine();
  }
 }