C#中单例模式的示例分析

小编给大家分享一下C#中单例模式的示例分析，相信大部分人都还不怎么了解，因此分享这篇文章给大家参考一下，希望大家阅读完这篇文章后大有收获，下面让我们一起去了解一下吧！

单例模式的定义：

确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

首先实例大家应该都明白就是类生成对象的过程简单的就是String s=new String(),则s就是个实例。

Q:如何只生成一个实例？

A:1）首先必须将构造函数变为私有从而防止其他类实例化，并且只能有一个构造函数。因为系统会默认一个无参构造函数，而且默认public访问修饰符。 所以必须写一个私有无参让默认无效。（通常单例模式都是不带形参的）

   2）在该类中声明一个自己本身的静态实例，然后通过静态方法返回。

Q:如何提供一个全局访问点？

A:在类中创建一个公共并且静态的属性。（因为静态方法是类中的一个成员方法,属于整个类,即不用创建任何对象也可以直接调用。单例模式是不允许其他类实例的。）

代码：

分为两种模式：

1.LAZY模式

就是延迟加载， 设计模式是为了避免一些无谓的性能开销而提出来的，所谓延迟加载就是当在真正需要数据(读取属性值)的时候，才真正执行数据加载操作.有效使用它可以大大提高系统性能。

2.饿汉模式

与LAZY模式相反 ，加载时会将自己实例化。起来最容易的单例模式。

分析代码1：（经典）

// 不要用这种方式
public sealed class Singleton
{
  private static Singleton instance=null;//声明自己本身的静态实例
  private Singleton(){}//私有构造
  public static Singleton Instance() //提供全局访问点
  {
      if (instance==null)//实例不存在则创建
      {
        instance = new Singleton();
      }
      return instance;
  }
}

该代码仅供理解，单例模式的定义。

 问题：该方法是非线程安全的，当有两个线程同时进入时，如果instance为null则都会创建实例。实际上，在测试以前，实例就已经有可能被创建了，但是内存模型不能保证这个实例能被其他的线程看到。

下面我们优化改进

分析代码2：（非安全线程）

public sealed class Singleton
{
  private static Singleton instance = null;
  private static readonly object padlock = new object();//定义一个标识确保线程同步
  Singleton(){}
  public static Singleton Instance()
  {
      lock (padlock)//线程到达时加锁 运行完之后解锁 当遇到加锁线程就会挂起等待解锁
      {
        if (instance == null)
        {
          instance = new Singleton();
        }
        return instance;
      }
  }
}

以上解决了多线程问题。

问题：性能上来说，锁变成了每次都必须的当这个实例被响应的时候。此时完全没必要对线程辅助对象加锁之后再去判断，所以上面的实现方式增加了额外的开销。

下面我们进行优化改进：

 代码分析3：（双重锁定）

public sealed class Singleton
{
  private static Singleton instance = null;
  private static readonly object padlock = new object();
  Singleton(){}
  public static Singleton Instance
  {
    get
    {
      if (instance == null)//外层的if语句块，这使得每个线程欲获取实例时不必每次都得加锁，因为只有实例为空时（即需要创建一个实例），才需加锁创建
      {
        lock (padlock)
        {
          if (instance == null)
          {
            instance = new Singleton();
          }
        }
      }
      return instance;
    }
  }
}

这种“双重检查锁定”理论上是完美的

问题是：并不能保证它会在单处理器或多处理器计算机上顺利运行。（反正就是有问题吧 之后再研读一下 看看具体是怎么回事）

代码分析4：（不完全LAZY）

public sealed class Singleton
{
  private static readonly Singleton instance = new Singleton();

  // 显示的static 构造函数
  //静态构造函数抑制了beforefieldinit 特性(访问成员之前就执行静态函数)
  static Singleton(){}
  private Singleton(){}
  public static Singleton Instance
  {
    get
    {
      return instance;
    }
  }
}

不完全LAZY模式（通过抑制beforefildinit特性并不能起到太大的效果）

 代码分析5：（完全LAZY）

public sealed class Singleton
{
  private Singleton(){}
  public static Singleton Instance { get { return Nested.instance; }}   
//嵌套类
  private class Nested
  {
    //抑制beforefieldinit特性
    static Nested(){}
    internal static readonly Singleton instance = new Singleton();
  }
}

这里使用了嵌套类(嵌套类型是LAZY加载的，也就是说嵌套类型在使用他时才会初始化）

代码分析6：（Lazy<T>）

public sealed class Singleton
{
//使用.NET4 Lazy<T>
  private static readonly Lazy<Singleton> lazy =new Lazy<Singleton>(() => new Singleton());
  public static Singleton Instance { get { return lazy.Value; } }
  private Singleton() {}
}

Lazy<T> 对象初始化默认是线程安全的，在多线程环境下，第一个访问 Lazy<T> 对象的 Value 属性的线程将初始化 Lazy<T> 对象，以后访问的线程都将使用第一次初始化的数据。

以上全部是LAZY模式，现在了解下饿汉模式

代码分析7：

public sealed class Singleton
{
    private static readonly Singleton instance=new Singleton();//直接实例化
    private Singleton(){}
    public static Singleton Instance()
    {
        return instance;
    }
}

在这种模式下，无需自己解决线程安全性问题，CLR会给我们解决。由此可以看到这个类被加载时，会自动实例化这个类，而不用在第一次调用Instance()后才实例化出唯一的单例对象。

为了优化系统当然还是选择优化模式。LAZY模式最好的应该是使用Lazy<T>简短安全。

以上是“C#中单例模式的示例分析”这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！相信大家都有了一定的了解，希望分享的内容对大家有所帮助，如果还想学习更多知识，欢迎关注亿速云行业资讯频道！