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.NET单例模式-------各种写法验证

作者:厦门七星音乐岛文化传播有限公司 发布时间:2017-09-03 12:34:47

.NET单例模式-------各种写法验证 前言

    单例模式对大家来说都不陌生,也很容易搞懂其原理,本篇文章也不提供单例模式的详细原理解析,本篇文章的目的是展示在C#中单例模式的各种实现方案(不完全,只是最通用的方式)以及其特点的验证(是不是真的线程安全,是不是真的延迟初始化?),写单例模式的文章都很多了,各种语言,但是很多地方都只说:本方式支持多线程、支持延迟初始化等,也有很多也提供为什么支持,下面我对所有大家通常使用的几种单例模式方案进行讲解和验证!有哪里不对的地方,希望能得到尊敬的读者们拍砖反馈,觉得好,顺带推荐一下,谢谢。

简单原理解析

    单例模式,目标在于确保一个类仅仅能产生一个实例,并且提供一个全局访问点,获取该实例。

   无论哪一种单例模式变种,都离不开制作步骤这个中心。就好像无论哪家鸡爪店,其制作鸡爪方法都大同小异(都要先拿到鸡爪,洗鸡爪,弄熟鸡爪)。我们单例模式其实一样,其中心步骤包括:限制外部new出该对象的实例,内部提供该类型的一个唯一对象,提供一个全局访问点让外界获取到该唯一对象的实例进行操作。

   其实就这么简单,下面我要分析4个主要变种单例模式并且分别进行验证。

准备工作

    我先提供一个大概框架给大家,方便用于测试,也可以不下载,继续看下去。 测试模板下载

    提供的模板很简单,只有一个类Person,下面给出要点:

    1.构造函数是私有的(避免new出新实例)。

    2.在构造函数里,我写的Console.WriteLine(主要是观察这个类的实例是何时初始化的,初始化了多少次)。

    3.静态方法getName()的作用是:在还没有通过全局访问点获取实例之前,调用这个getName方法,内部的实例会不会被初始化,如果不会,证明延迟初始化了,如果会,证明没有延迟初始化。

    下面先给出一个例子,站群软件,这个例子是饿汉式单例模式。

复制代码

public class Person

{

/*饿汉式单例(线程安全,不支持延迟初始化)*/

//初始化的时候会有反应,应用于延迟初始化的验证

private Person() {

Console.WriteLine("我初始化了");

}

private static String name = "Jarvin";

//内部的唯一实例

private static Person instance = new Person();

//全局访问点,用于获取唯一实例

public static Person getInstance()

{

return instance;

}

//实例方法

public void Say()

{

Console.WriteLine("我是{0}",name);

}

/*静态的方法,应用于延迟初始化验证

* 如果调用该方法之前还没初始,延迟初始化

* 如果调用该方法之前初始化了,没有延迟初始化

*/

public static String getName()

{

return name;

}

}

复制代码

   测试的方式,要点:

    1.测试是否延迟初始化:测试方法是先调用Person.getName(),看结果返回name之前有没有被初始化来判断。

    2.测试线程安全:开3个多线程新任务,任务内容是获取唯一实例,并且调用实例方法。

  下面给出Main方法的代码:

复制代码

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

Console.WriteLine(Person.getName());

Console.WriteLine("下面进入多线程模式");

for (int i = 0; i < 3; i++)

{

Task.Factory.StartNew(letPersonSay);

}

Console.ReadKey();

}

private static void letPersonSay()

{

Person emperor = Person.getInstance();

emperor.Say();

}

}

复制代码

            注意:单例模式秀中中出现的以下代码只是测试需要使用,在正式的使用场景要去掉。

int i=50000000;

while (i > 0)

{ i--; }

单例模式秀

   1.饿汉式单例

        初步判断:不支持延迟初始化,线程安全。

复制代码

private Person() {

Console.WriteLine("我初始化了");

}

private static String name = "Jarvin";

private static Person instance = new Person();

public static Person getInstance()

{

int i = 50000000;

while (i > 0)

{ i--; }

return instance;

}

public void Say()

{

Console.WriteLine("我是{0}",name);

}

public static String getName()

{

return name;

}

复制代码

        验证:

        分析结果:在静态方法执行之前(Jarvin字符串)先初始化,不支持延迟初始化。然后进入多线程,没有问题。验证通过。

   2.懒汉式单例

        初步判断:支持延迟初始化,线程不安全。

复制代码

private Person() {

Console.WriteLine("我初始化了");

}

private static String name = "Jarvin";

private static Person instance;

public static Person getInstance()

{

if (instance == null)

{

int i=50000000;

while (i > 0)

{ i--; }

instance = new Person();

}

return instance;

}

public void Say()

{

Console.WriteLine("我是{0}",name);

}

public static String getName()

{

return name;

}

复制代码

        验证:

        分析结果:在调用静态方法之前并没有先初始化,所以支持延迟初始化。进入多线程以后,有出现两次初始化,创建了两个Person类实例,线程不安全。验证通过。

   3.内部类式单例

        初步判断:支持延迟初始化,线程安全

复制代码

private Person()

{

Console.WriteLine("我初始化了");

}

public static Person getInstance()

{

return SingleHelper.GetEmperor();

}

private class SingleHelper

{

private static Person emperor = new Person();

public static Person GetEmperor()

{

int i = 50000000;

while (i > 0)

{ i--; }

return emperor;

}

}

private static string name = "Jarvin";

public void Say()

{

Console.WriteLine("我是{0}", name);

}

public static String getName()

{

return name;

}

复制代码

        验证:

           分析结果:在调用静态方法之前并没有先初始化,所以支持延迟初始化。进入多线程以后,只初始化一次,线程安全。验证通过。

   4.双检查式单例

        初步判断:支持延迟初始化,线程安全

复制代码

private Person()

{

Console.WriteLine("我初始化了");

}

public static object Flag = new object();

public static Person me;

public static Person getInstance()

{

if (me == null)

{

lock (Flag)

{

if (me == null)

{

int i = 50000000;

while (i > 0)

{ i--; }

me = new Person();

}

}

}

return me;

}

private static string name = "Jarvin";

public void Say()

{

Console.WriteLine("我是{0}", name);

}

public static String getName()

{

return name;

}

复制代码

        验证:

           分析结果:在调用静态方法之前并没有先初始化,所以支持延迟初始化。进入多线程以后,只初始化一次,线程安全。验证通过。

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