C#设计模式--单例模式
作者:网络转载 发布时间:[ 2016/3/25 10:45:40 ] 推荐标签:测试开发技术 .NET
上面的单例模式的实现在单线程下确实是完美的,然而在多线程的情况下会得到多个Singleton实例,因为在两个线程同时运行GetInstance方法时,此时两个线程判断(uniqueInstance ==null)这个条件时都返回真,此时两个线程都会创建Singleton的实例,这样违背了我们单例模式初衷了,既然上面的实现会运行多个线程执行,那我们对于多线程的解决方案自然是使GetInstance方法在同一时间只运行一个线程运行好了,也是我们线程同步的问题了,具体的解决多线程的代码如下:
/// <summary>
/// 单例模式的实现
/// </summary>
public class Singleton
{
// 定义一个静态变量来保存类的实例
private static Singleton uniqueInstance;
// 定义一个标识确保线程同步
private static readonly object locker = new object();
// 定义私有构造函数,使外界不能创建该类实例
private Singleton()
{
}
/// <summary>
/// 定义公有方法提供一个全局访问点,同时你也可以定义公有属性来提供全局访问点
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static Singleton GetInstance()
{
// 当第一个线程运行到这里时,此时会对locker对象 "加锁",
// 当第二个线程运行该方法时,首先检测到locker对象为"加锁"状态,该线程会挂起等待第一个线程解锁
// lock语句运行完之后(即线程运行完之后)会对该对象"解锁"
lock (locker)
{
// 如果类的实例不存在则创建,否则直接返回
if (uniqueInstance == null)
{
uniqueInstance = new Singleton();
}
}
return uniqueInstance;
}
}
上面这种解决方案确实可以解决多线程的问题,但是上面代码对于每个线程都会对线程辅助对象locker加锁之后再判断实例是否存在,对于这个操作完全没有必要的,因为当第一个线程创建了该类的实例之后,后面的线程此时只需要直接判断(uniqueInstance==null)为假,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,损失了性能,为了改进上面实现方式的缺陷,我们只需要在lock语句前面加一句(uniqueInstance==null)的判断可以避免锁所增加的额外开销,这种实现方式我们叫它 “双重锁定”,下面具体看看实现代码的:
/// <summary>
/// 单例模式的实现
/// </summary>
public class Singleton
{
// 定义一个静态变量来保存类的实例
private static Singleton uniqueInstance;
// 定义一个标识确保线程同步
private static readonly object locker = new object();
// 定义私有构造函数,使外界不能创建该类实例
private Singleton()
{
}
/// <summary>
/// 定义公有方法提供一个全局访问点,同时你也可以定义公有属性来提供全局访问点
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static Singleton GetInstance()
{
// 当第一个线程运行到这里时,此时会对locker对象 "加锁",
// 当第二个线程运行该方法时,首先检测到locker对象为"加锁"状态,该线程会挂起等待第一个线程解锁
// lock语句运行完之后(即线程运行完之后)会对该对象"解锁"
// 双重锁定只需要一句判断可以了
if (uniqueInstance == null)
{
lock (locker)
{
// 如果类的实例不存在则创建,否则直接返回
if (uniqueInstance == null)
{
uniqueInstance = new Singleton();
}
}
}
return uniqueInstance;
}
}
五、C#中实现了单例模式的类
理解完了单例模式之后,菜鸟又接着问了:.NET FrameWork类库中有没有单例模式的实现呢?
经过查看,.NET类库中确实存在单例模式的实现类,不过该类不是公开的,下面具体看看该类的一个实现的(该类具体存在于System.dll程序集,命名空间为System,大家可以用反射工具Reflector去查看源码的):
// 该类不是一个公开类
// 但是该类的实现应用了单例模式
internal sealed class SR
{
private static SR loader;
internal SR()
{
}
// 主要是因为该类不是公有,所以这个全部访问点也定义为私有的了
// 但是思想还是用到了单例模式的思想的
private static SR GetLoader()
{
if (loader == null)
{
SR sr = new SR();
Interlocked.CompareExchange<SR>(ref loader, sr, null);
}
return loader;
}
// 这个公有方法中调用了GetLoader方法的
public static object GetObject(string name)
{
SR loader = GetLoader();
if (loader == null)
{
return null;
}
return loader.resources.GetObject(name, Culture);
}
}
六、总结
到这里,设计模式的单例模式介绍完了,希望通过本文章大家可以对单例模式有一个更深的理解,并且希望之前没接触过单例模式或觉得单例模式陌生的朋友看完之后会惊叹:原来如此!
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