? ? （一）單例設計描述

? ? ? 只要了解過設計模式的同學都會知道：單例設計模式，大家都知道單例設計模式是一種創建行的設計模式。既然是創建型，那么先來講講，對象的創建的過程吧。

? ? ?--靜態成員：靜態成員在程序加載的時候，就會加載進內存。

? ? ?--實例成員：只有new的時候才有實例成員。1、為實例的數據字段分配內存，然后初始化對象的附加字段（類型指針和同步索引塊），最后調用類型的實例構造器來設置對象的初始化狀態。

? ? ? 單例模式：一般用在一個類的創建對象很消耗資源，消耗時間，并且系統要保證只有一個對象的時候。一句話，對象的創建并不是很耗時間，不要刻意去套用單例模式，單例模式必須是在單例的時候，才單例。

? ? （二）?單例模式的演變

? ? ? ? 下面我們來模擬實際情況

public class Singleton {/// <summary>/// 對象會持有資源/// </summary>private List<string> _connList=new List<string>(){"測試數據庫連接","測試數據庫連接2","測試數據庫連接3","測試數據庫連接4"};public Singleton(){long lResult = 0;for (int i = 0; i < 100000; i++){lResult += i;}Thread.Sleep(1000);Console.WriteLine("{0}被構造一次",this.GetType().Name);}public void Show(){Console.WriteLine("調用了Show");}}

? ? ? 這個類的創建需要耗費很多資源，里面有個Show方法。

? ? ? 那么接下來，實際中，我們可能有十個地方要用到這個類里面的Show方法，我們的做法是這樣的

//那么接下來，我們這里要調用十次Show方法for (var i = 0; i < 10; i++) {var singletonObj = new Singleton();singletonObj.Show();}

? ????

?

? ? 這里每次調用一次，都需要耗費很多資源和時間，這里可能有些同學就會說，那我把這個singletonObj=new Singleton()提取出來，放到最外面來。

? ? 那行，按照我們需要，我們把var singletonObj=new Singletone()放到外面，如下所示

? ?

? 貌似這樣就解決了我們的問題，但是各位你們想一想，我們一個系統是有多個人開發的，A這里這樣做，B可能不知道這里有這個聲明，那他可能就還是一樣去New Singleton，還是導致我們系統中，存在大量這個對象。

? 我們應該要如何解決這個問題呢？?如何保證這個對象在整個系統只被創建一次呢？

? 單例模式--單線程

? 從上面的問題，我們也可以看出因為誰都可以在New Singleton，所以導致了這個問題。那按照這個想法，那我們就想啦，那就把構造函數私有化唄，私有化完了之后，我們應該還要提供一個方法或者啥的，給外面調用（也只能是靜態的成員），構造函數私有化了，外面是不可以New了的

? ?那就按照，剛剛的說法，我們來進行一次改進

public class Singleton {/// <summary>/// 對象會持有資源/// </summary>private List<string> _connList=new List<string>(){"測試數據庫連接","測試數據庫連接2","測試數據庫連接3","測試數據庫連接4"};private Singleton(){long lResult = 0;for (int i = 0; i < 100000; i++){lResult += i;}Thread.Sleep(1000);Console.WriteLine("{0}被構造一次",this.GetType().Name);}public static Singleton CreateInstance(){return new Singleton();}public void Show(){Console.WriteLine("調用了Show");}}

? ? 按照我們上面這個寫法，把構造函數私有化了，然后在靜態方法里面New Singletone();

? ? 調用結果如下：

for (var i = 0; i < 10; i++) {var singletonObj = Singleton.CreateInstance();singletonObj.Show();} //寫進里面去了，是為了模擬有十個不同的開發，再調用

?

? 那結果，還是沒有達到我們想要的，那現在問題就是，對象沒有重用，因為我們每次new，導致了對象沒有做到重用，那就讓對象進行重用唄。最簡單的方法，就是給一個靜態的字段（為啥靜態呢，因為我們那邊方法是靜態的），然后做一個判斷，如果對象為空，那么我們就創建，如果不為空，就不用創建了，如下所示。? ??

? ?

? ?我們在原來的基礎上，做了如上圖的改進。結果如下，

? ?

? ?我們想要的結果實現了，多次調用的時候，做了重用對象，只構造了一次。本來想著單例模式就這樣結束了（單線程是沒有問題，并且這種實現是一種懶漢式，懶漢式：當你需要用這個類的時候，才會去實例化）。

? ?編程世界里面，我們總是要考慮一下，多線程的情況。

? ?單例模式--多線程

? ?這個是用Task.Run()開啟了也給多線程的異步調用

for (var i = 0; i < 10; i++){Task.Run(()=>{var singletonObj = Singleton.CreateInstance();singletonObj.Show();}); }Thread.Sleep(5000);

? ?

? ?通過上面的結果，我們可以看出，我們的之前的做法，在多線程環境還是會調用多次。

? ?有些同學就會說用lock鎖啦，行，我們就給他加上一把鎖。

public class Singleton {/// <summary>/// 對象會持有資源/// </summary>private List<string> _connList=new List<string>(){"測試數據庫連接","測試數據庫連接2","測試數據庫連接3","測試數據庫連接4"};private static Singleton singletonObj = null;private static readonly object singleTonObjLock = new object(); //加鎖，之后這里為啥要用readonly，大家可以找private Singleton(){long lResult = 0;for (int i = 0; i < 100000; i++){lResult += i;}Thread.Sleep(1000);Console.WriteLine("{0}被構造一次",this.GetType().Name);Console.WriteLine($"線程{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}調用一次");}public static Singleton CreateInstance(){lock (singleTonObjLock) //很多同學都說用lock this，this肯定是不行的，因為lock是lock引用的，如果這個this的引用改變了... {if (singletonObj == null){singletonObj = new Singleton();}}return singletonObj;}public void Show(){Console.WriteLine("調用了Show");}}

? ?看我們給他加完鎖的時候效果。

? ?

? ?嗯，實現了我們想要的效果了，說明我們加鎖是有效果的。到了這個時候，大家可能覺得一個單例模式應該就快結束了，那么我們再來看看這種情況。

? 單例模式--多線程（雙if+lock)

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?通過上面的介紹，我們理解了單例模式的演變過程，也對單例模式，多線程有了更加深刻的印象。

?（三）單例模式其他實現

? ? 就像我們一開始說的那樣，單例模式，其實一個進程內，在多線程環境下，如何保證只有一個對象，這就是單例。也可以從這個定義看出，我們可以通過靜態的構造函數來實現一個單例模式。

? ? 靜態構造函數，是由CLR保證的，有且只會加載一次。

? ? 其他很多方法實現，都是利用static關鍵字的背后原因，在第一次使用類型之前被調用，且只會被調用一次。

? ?（四）懶漢式，餓漢式

? ? ? 懶漢，就是說這個人很懶，需要用的時候，才構建。雙if+lock這種就屬于懶漢式。懶漢式，利用了延遲加載加載的思想。

? ? ? 餓漢：就是調用我這個類型，就會幫你創建好；管你用不用，我都會幫你創建；就是餓了嗎，我后面介紹的利用static關鍵字的就是屬于餓漢式；餓漢式：管你之前有沒有（內存中），都會幫你new一個新的實例。

? ?（五）單例模式的使用場景

? ? ? ?單例：必須單例才單例，反正沒必要。單例模式實現都有性能，損失，靜態方法。

? ? ? ?單例：會把對象常駐內存，靜態的。

? ? ? ?單例的使用，多個人操作可能會對你影響，因為都是對同一份引用進行修改。

? ? ? ?一般用在數據庫連接，打印機，遠程服務調用，等等這些大對象身上。

　? //單例模式的應用場景補充：讀取配置文件信息，讀取配置文件不應該一直new一個類，應該是單例的。

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public class ConfigV1{private static object _lockObj = new object();private static ConfigV1 _instance;private static Dictionary<string,string> _configItems =new Dictionary<string, string>();private ConfigV1(){Init();Console.WriteLine($"{this.GetType().Name}被構造一次");}public static ConfigV1 GetInstance(){if (_instance == null){lock (_lockObj){if (_instance == null){_instance=new ConfigV1();}}}return _instance;}public string this[string item]{get{return _configItems[item];}}private void Init(){var config=ConfigurationManager.AppSettings.AllKeys;foreach(var key in config){_configItems.Add(key,ConfigurationManager.AppSettings[key]);}}}

? ? ? ?github:https://github.com/gdoujkzz/DesignPattern.git

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轉載于:https://www.cnblogs.com/gdouzz/p/8319485.html

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總結

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