在最近的一個(gè)項(xiàng)目里面發(fā)現(xiàn)好多同事喜歡這樣運(yùn)用單例模式，樣例代碼如下

public class Demo { 　　public static Demo Instance{ 　　　　get { return new Demo(); }}　　public string GetUserId(){ 　　　　return "001";}　　public string GetUserName(){ 　　　　return "tauruswu";} }

在調(diào)用這個(gè)類的時(shí)候，是這樣操作的

var id = Demo.Instance.GetUserId(); var name = Demo.Instance.GetUserName();

粗略一看，可能覺得沒有問題，最開始我也是這樣，看別人都這么寫，我也就這么寫，其實(shí)這個(gè)時(shí)候你的直覺已經(jīng)明顯的欺騙你了，各位看官再仔細(xì)看看Demo類里面的靜態(tài)屬性Instance以及我們調(diào)用的方式，有沒有看出什么端倪來？

　　很顯然，上面的調(diào)用方法已經(jīng)違背了單例模式的宗旨，或者可以說是披著單例模式的外衣，卻不做單例模式該做的事情。單例模式的解釋是：保證一個(gè)類僅有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)訪問它的全局訪問點(diǎn)。那么我們應(yīng)該如何正確的使用單例模式了？

　　何為單例模式

　　再回頭看上面解釋單例模式的話，第一句話說“保證一個(gè)類僅有一個(gè)實(shí)例”，好，那么我們?cè)鯓幽軌虮ＷC一個(gè)類僅有一個(gè)實(shí)例了，幸好在C#里面，提供了私有構(gòu)造器，我們?cè)趧?chuàng)建一個(gè)類的時(shí)候，往往會(huì)在類的構(gòu)造函數(shù)里面初始化一些對(duì)象，這里的構(gòu)造器是公開的，如下面

public Demo(){// to do }

那么很顯然，私有構(gòu)造器就是private的，如下面

private Demo(){// to do }

一旦有了私有構(gòu)造器，那么這個(gè)類就會(huì)阻止類外面的代碼創(chuàng)建實(shí)例，不相信我們就來嘗試一下。還是用上面的Demo類

public class Demo { 　　private Demo(){ // to do } }

然后再外面去實(shí)例化它，看截圖

?這樣一來，你應(yīng)該明白了私有構(gòu)造器的作用了吧。

　　解釋單例模式的前半句話上面說的很清楚了，然后在看看后半句“并提供一個(gè)訪問它的全局訪問點(diǎn)”，也就是說向外部提供訪問該實(shí)例的方法或者屬性，怎么寫？我們將開篇的例子稍作修改

public class Demo {private Demo(){ 　　　　// to do 　　}　　private static Demo _instance;　　public static Demo Instance{ 　　　　get{if (_instance == null)
　　　　　　{
　　　　　　　　Console.WriteLine(string.Format("線程{0}在{1}時(shí)刻發(fā)現(xiàn)Instance為null", Thread.CurrentThread.Name,DateTime.Now));_instance = new Demo();
　　　　　　}return _instance;}} }

調(diào)用方式與開篇的一樣，這個(gè)時(shí)候你在單步調(diào)試進(jìn)去，看看發(fā)現(xiàn)了什么。到這里，我們因該能正確的理解單例模式以及如何使用單例模式了。

　　多線程環(huán)境下莫名其妙的錯(cuò)誤

　　上面的例子在單線程環(huán)境下可以正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，如果換做是多線程環(huán)境下，它還能正確的運(yùn)轉(zhuǎn)嗎？

　　我們來做這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：1. 在一個(gè)程序啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建兩個(gè)線程，線程A與線程B

　　　　　　　　　　　　　2. 線程A與線程B分別調(diào)用Demo類

如果僅憑自覺的話，我們肯定會(huì)覺得只有一個(gè)線程來創(chuàng)建Demo的實(shí)例，那么事實(shí)是不是這樣了？Demo類還是上面的那個(gè)類，未作任何修改。然后在另一個(gè)類中啟動(dòng)兩個(gè)線程，分別調(diào)用類Demo

public class Invoke{public void Run(){Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(fun1));t1.Name = "AAA";t1.Start();Thread t2 = new Thread(new ThreadStart(fun2));t2.Name = "BBB";t2.Start();}private void fun1(){while (true){Demo1.Instance.GetUserId();Thread.Sleep(1);}}private void fun2(){while (true){Demo1.Instance.GetUserId();Thread.Sleep(1);}}}

最后我們?cè)诳刂婆_(tái)程序里面運(yùn)行調(diào)用類Singleton，看效果圖

哥，你目瞪口呆了吧？怎么會(huì)有這樣的結(jié)果？事實(shí)證明上面的寫法在多線程環(huán)境里面會(huì)出問題的，那么我們?cè)撛趺礃尤バ薷乃?#xff0c;讓它能在多線程環(huán)境下正確的運(yùn)行。

　　如何修正在多線程環(huán)境下的bug

　　這里我們會(huì)用到著名的雙檢鎖技術(shù)，英文名就是“Double-Check Locking”，它是線程同步機(jī)制中的一種，它背后的思路是，如果對(duì)象已經(jīng)構(gòu)造好，就不需要線程同步，另外如果調(diào)用如上面提到的屬性“Instance”的線程A發(fā)現(xiàn)對(duì)象沒有創(chuàng)建好，就會(huì)獲取一個(gè)線程同步鎖來確保只有一個(gè)線程構(gòu)造單例對(duì)象，基于這，我們將Demo類再稍微調(diào)整下

public class Demo1{private Demo1(){// to do }private static Demo1 _lock = new Demo1();private static Demo1 _instance;public static Demo1 Instance{get{if (_instance != null) return _instance;Monitor.Enter(_lock);if (_instance == null){Console.WriteLine(string.Format("線程{0}在{1}時(shí)刻發(fā)現(xiàn)Instance為null", Thread.CurrentThread.Name, DateTime.Now));_instance = new Demo1();}Monitor.Exit(_lock);return _instance;}}}

然后在調(diào)用類中再啟動(dòng)多兩個(gè)線程CCC，DDD，再次啟動(dòng)程序

這次的結(jié)果表明只有一個(gè)線程創(chuàng)建了Demo類的實(shí)例了。其實(shí)上面的寫法不是很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?#xff0c;就是當(dāng)私有構(gòu)造器未執(zhí)行完，其他的線程已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Instance不為null了，不過這個(gè)問題很難模擬出來。未了解決這種問題，那么就要用到Interlocked.Exchange() 這個(gè)方法。

　　還有其他方式創(chuàng)建單例嗎

　　除了雙檢索技術(shù)，還有其他方式實(shí)現(xiàn)單例模式嗎？答案是肯定的。先來看些下面這種方式

public class Demo2{private static Demo2 _demo2 = new Demo2();private Demo2(){Console.WriteLine(string.Format("線程{0}在{1}時(shí)刻執(zhí)行私有構(gòu)造函數(shù)", Thread.CurrentThread.Name, DateTime.Now));}public static Demo2 Instance{get { return _demo2; }}}

?

在看下執(zhí)行結(jié)果圖

?

那么它的原理是什么了？這里涉及到類型構(gòu)造器了，由于當(dāng)代碼首次訪問類的一個(gè)成員時(shí)，CLR 會(huì)自動(dòng)調(diào)用一個(gè)類型的類構(gòu)造器，所以當(dāng)有一個(gè)線程訪問屬性Instance的時(shí)候，CLR會(huì)自動(dòng)調(diào)用類構(gòu)造器，從而創(chuàng)建這個(gè)對(duì)象的實(shí)例。

　　總結(jié)

　　這個(gè)話題已經(jīng)被寫亂了，如果我之前不仔細(xì)看項(xiàng)目里面的代碼，我也不會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題，有些時(shí)候總是會(huì)被感覺所欺騙，所以最好的方法就是自己動(dòng)手親自實(shí)踐一番，無非就是幾個(gè)小時(shí)的事情而已。那么你看完這篇文章之后有沒有什么感想了？

?

?

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/wucj/p/3157294.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的如何正确的使用单例模式的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。