【原】从头学习设计模式——单例模式.doc

一、引入单例模式作为23种设计模式中的最基础的一种模式，在平时开发中应用也非常普遍。到底哪些类应该设计成单例的呢，我们来举个最通俗的例子。在一个父容器中单击某个菜单项打开一个子窗口，如果不使用单例又没有作菜单项的可用控制的话，每次单击菜单项都会打开一个新窗口。这不仅会浪费内存资源，在程序逻辑上也是不可以接受的。二、最简单的单例下面来看一个最简单的单例模式的构造形式 public class Program private static void Main(string args) GetInstance(); Console.ReadLine(); private void GetInstance() Singleton objectSingleton = Singleton.getInstance(); public class Singleton private static Singleton instance = null; private Singleton() public static Singleton getInstance() if (instance = null) instance = new Singleton(); Console.WriteLine(Create a singleton instance!); return instance; 这里通过几个关键的地方以保证返回唯一的实例：1. 私有的构造器，防止客户端用new关键字去创建实例对象 2. 静态的instance对象，保证全局唯一性 3. 对外的公共的静态实例方法，从类级别直接可调用此方法 4. 通过判断null值，决定是创建新实例还是直接返回。 三、并发下的单例不过，以上标准的单例构造模式在多并发的情况下就有可能失效，请参考下面的这种情况。 private static void Main(string args) /开启10个线程来模拟多并发的情况 for (int i = 0; i 10; i+) Thread thread = new Thread(new ThreadStart(GetInstance); thread.Start(); Console.ReadLine(); private static void GetInstance() Singleton objectSingleton = Singleton.getInstance(); public class Singleton private static Singleton instance = null; private Singleton() public static Singleton getInstance() /让线程睡一会，来模拟有多个进程都已经在调用getInstance方法 Thread.Sleep(10); if (instance = null) instance = new Singleton(); Console.WriteLine(Create a singleton instance!); return instance; 以上的程序中开启了10个线程，来模拟多个用户同时访问getInstance方法。在getInstance方法里，开始先让线程睡一会，以模拟多个线程都已经进入了该方法。从运行的结果看上，基本上不能保证实例化唯一的实例了。产生这种问题的原因就是，当一个线程进入getInstance 方法，通过了 instance=null 的条件，还没有来的及执行 instance = new Singleton() 时，另一个线程也通过了条件判断，这时就会 new Singleton() 多次了。解决的办法就是加锁,只让一个线程进来，参考以下代码： public class Program private static void Main(string args) /开启100个线程来模拟多并发的情况 for (int i = 0; i 100; i+) Thread thread = new Thread(new ThreadStart(GetInstance); thread.Start(); Console.ReadLine(); private static void GetInstance() Singleton objectSingleton = Singleton.getInstance(); public class Singleton private static Singleton instance = null; private static readonly object objForLock=new object(); private Singleton() public static Singleton getInstance() /让线程睡一会，来模拟有多个进程都已经在调用getInstance方法 Thread.Sleep(10); /加一道锁只让一个线程进来 lock (objForLock) if (instance = null) instance = new Singleton(); Console.WriteLine(Create a singleton instance!); return instance; 这样差不多可以达到我们的要求，只有一个实例对象存在可以保证了，但是这样会带来一点性能问题。如果每个线程进入getInstance方法后，都要lock一下以进行线程同步的话，每个线程到这里都要等待解锁后才能进入，但是如果 instance已经不是null了，那就应该直接返回而不是等待解锁，所以这里需要引入“双重锁”的单例构造方法，代码如下： private static void Main(string args) /开启100个线程来模拟多并发的情况 for (int i = 0; i 100; i+) Thread thread = new Thread(new ThreadStart(GetInstance); thread.Start(); Console.ReadLine(); private static void GetInstance() Singleton objectSingleton = Singleton.getInstance(); public class Singleton private static Singleton instance = null; private static readonly object objForLock=new object(); private Singleton() public static Singleton getInstance() /让线程睡一会，来模拟有多个进程都已经在调用getInstance方法 Thread.Sleep(10); /先判断是不是已经实例化过了，避免进入锁等待状态 if(instance =null) /加一道锁只让一个线程进来 lock (objForLock) if (instance = null) instance = new Singleton(); Console.WriteLine(Create a singleton instance!); return instance; 四、“懒汉式”单例与“饿汉式”单例的比较所谓的“懒汉式”与“饿汉式”，就是实例对象的初始化时间不同：1.在需要实例化的时候才进行实例化，就是懒汉式。我们上面的这些例子都是懒汉式的。懒汉式有好处当然是节省资源啦，需要的时候才去构造，平时不用占用内存。不过，这会带来上面提到的在多并发下需要加锁限制访问的问题。2.类加载时就直接进行实例化，就是饿汉式。例如下面的代码： private static Singleton instance = new Singleton(); private Singleton() public static Singleton getInstance() return instance; 饿汉式单例是当类第一次被加载时就会将instance进行实例