大家好，以后我會用23篇文章，來給大家講解設計模式，當然如果你看過我的項目，很多設計模式已經很會了，只是沒有注意到，我這里會講解一下，大家就會發現，如果你看懂了我的項目，其實已經至少學會了六種設計模式了。

?一、什么是單例模式

【單例模式】，英文名稱：Singleton Pattern，這個模式很簡單，一個類型只需要一個實例，他是屬于創建類型的一種常用的軟件設計模式。通過單例模式的方法創建的類在當前進程中只有一個實例（根據需要，也有可能一個線程中屬于單例，如：僅線程上下文內使用同一個實例）。

• 1、單例類只能有一個實例。

• 2、單例類必須自己創建自己的唯一實例。

• 3、單例類必須給所有其他對象提供這一實例。

那咱們大概知道了，其實說白了，就是我們整個項目周期內，只會有一個實例，當項目停止的時候，實例銷毀，當重新啟動的時候，我們的實例又會產品。

上文中說到了一個名詞【創建類型】的設計模式，那什么是創建類型的設計模式呢？

創建型（Creational）模式：負責對象創建，我們使用這個模式，就是為了創建我們需要的對象實例的。

那除了創建型還有其他兩種類型的模式：

? -結構型（Structural）模式：處理類與對象間的組合

??-行為型（Behavioral）模式：類與對象交互中的職責分

這兩種設計模式，以后會慢慢說到，這里先按下不表。

咱們就重點從0開始分析分析如何創建一個單例模式的對象實例。

?二、如何創建單例模式

實現單例模式有很多方法：從“懶漢式”到“餓漢式”，最后“雙檢鎖”模式。

這里咱們就慢慢的，從一步一步的開始講解如何創建單例，既然要創建單一的實例，那我們首先需要學會如何去創建一個實例，這個很簡單，相信每個人都會創建實例，就比如說這樣的：

/// <summary> /// 定義一個天氣類 /// </summary> public class WeatherForecast { public DateTime Date { get; set; } = DateTime.Now; public int TemperatureC { get; set; } public int TemperatureF => 32 + (int)(TemperatureC / 0.5556); public string Summary { get; set; } } [HttpGet] public WeatherForecast Get() { // 實例化一個對象實例 WeatherForecast weather = new WeatherForecast(); return weather; }

我們每次訪問的時候，時間都是會變化，所以我們的實例也是一直在創建，在變化，

相信每個人都能看到這個代碼是什么意思，不多說，直接往下走，我們知道，單例模式的核心目的就是：

必須保證這個實例在整個系統的運行周期內是唯一的，這樣可以保證中間不會出現問題。

那好，我們改進改進，不是說要唯一一個么，好說！我直接返回不就行了：

/// <summary> /// 定義一個天氣類 /// </summary> public class WeatherForecast { // 定義一個靜態變量來保存類的唯一實例 private static WeatherForecast uniqueInstance; // 定義私有構造函數，使外界不能創建該類實例 private WeatherForecast() { } /// <summary> /// 靜態方法，來返回唯一實例 /// 如果存在，則返回 /// </summary> /// <returns></returns> public static WeatherForecast GetInstance() { // 如果類的實例不存在則創建，否則直接返回 //?其實嚴格意義上來說，這個不屬于【單例】 if (uniqueInstance == null) { uniqueInstance = new WeatherForecast(); } return uniqueInstance; } public DateTime Date { get; set; } = DateTime.Now; public int TemperatureC { get; set; } public int TemperatureF => 32 + (int)(TemperatureC / 0.5556); public string Summary { get; set; } }

然后我們修改一下調用方法，因為我們的默認構造函數已經私有化了，不允許再創建實例了，所以我們直接這么調用：

[HttpGet] public WeatherForecast Get() { // 實例化一個對象實例 WeatherForecast weather = WeatherForecast.GetInstance(); return weather; }

最后來看看效果：

這個時候，我們可以看到，時間已經不發生變化了，也就是說我們的實例是唯一的了，大功告成！是不是很開心！

但是，別著急，問題來了，我們目前是單線程的，所以只有一個，那如果多線程呢，如果多個線程同時訪問，會不會也會正常呢？

這里我們做一個測試，我們在項目啟動的時候，用多線程去調用：

public WeatherForecast Get() { // 實例化一個對象實例 //WeatherForecast?weather?=?WeatherForecast.GetInstance(); // 多線程去調用 for (int i = 0; i < 3; i++) { var th = new Thread( new ParameterizedThreadStart((state) => { WriteWeather(); }) ); th.Start(i); } return null; }

然后我們看看效果是怎樣的，按照我們的思路，應該是只會走一遍構造函數，其實不是：

3個線程在第一次訪問GetInstance方法時，同時判斷(uniqueInstance ==null)這個條件時都返回真，然后都去創建了實例，這個肯定是不對的。那怎么辦呢，只要讓GetInstance方法只運行一個線程運行就好了，我們可以加一個鎖來控制他，代碼如下：

public class WeatherForecast { // 定義一個靜態變量來保存類的唯一實例 private static WeatherForecast uniqueInstance; // 定義一個鎖，防止多線程 private static readonly object locker = new object(); // 定義私有構造函數，使外界不能創建該類實例 private WeatherForecast() { } /// <summary> /// 靜態方法，來返回唯一實例 /// 如果存在，則返回 /// </summary> /// <returns></returns> public static WeatherForecast GetInstance() { // 當第一個線程執行的時候，會對locker對象 "加鎖"， // 當其他線程執行的時候，會等待 locker 執行完解鎖 lock?(locker) { //?如果類的實例不存在則創建，否則直接返回 if?(uniqueInstance?==?null) { uniqueInstance?=?new?WeatherForecast(); } } return uniqueInstance; } public DateTime Date { get; set; } = DateTime.Now; public int TemperatureC { get; set; } public int TemperatureF => 32 + (int)(TemperatureC / 0.5556); public string Summary { get; set; } }

這個時候，我們再并發測試，發現已經都一樣了，這樣就達到了我們想要的效果，但是這樣真的是最完美的么，其實不是的，因為我們加鎖，只是第一次判斷是否為空，如果創建好了以后，以后就不用去管這個 lock 鎖了，我們只關心的是?uniqueInstance?是否為空，那我們再完善一下：

/// <summary> /// 定義一個天氣類 /// </summary> public class WeatherForecast { // 定義一個靜態變量來保存類的唯一實例 private static WeatherForecast uniqueInstance; // 定義一個鎖，防止多線程 private static readonly object locker = new object(); // 定義私有構造函數，使外界不能創建該類實例 private WeatherForecast() { } /// <summary> /// 靜態方法，來返回唯一實例 /// 如果存在，則返回 /// </summary> /// <returns></returns> public static WeatherForecast GetInstance() { // 當第一個線程執行的時候，會對locker對象 "加鎖"， // 當其他線程執行的時候，會等待 locker 執行完解鎖 if (uniqueInstance == null) { lock (locker) { // 如果類的實例不存在則創建，否則直接返回 if (uniqueInstance == null) { uniqueInstance = new WeatherForecast(); } } } return uniqueInstance; } public DateTime Date { get; set; } = DateTime.Now; public int TemperatureC { get; set; } public int TemperatureF => 32 + (int)(TemperatureC / 0.5556); public string Summary { get; set; } }

這樣才最終的完美實現我們的單例模式！搞定。

?三、我們在哪里遇到過？

如果你看過我的 Blog.Core 項目的話，肯定看到過 Redis 那部分，我在那里就是封裝了一個單例，感興趣的可以看看：

public class RedisCacheManager : IRedisCacheManager { private readonly string redisConnenctionString; public volatile ConnectionMultiplexer redisConnection; private readonly object redisConnectionLock = new object(); public RedisCacheManager() { string redisConfiguration = Appsettings.app(new string[] { "AppSettings", "RedisCachingAOP", "ConnectionString" });//獲取連接字符串 if (string.IsNullOrWhiteSpace(redisConfiguration)) { throw new ArgumentException("redis config is empty", nameof(redisConfiguration)); } this.redisConnenctionString = redisConfiguration; this.redisConnection = GetRedisConnection(); } /// <summary> /// 核心代碼，獲取連接實例 /// 通過雙if 夾lock的方式，實現單例模式 /// </summary> /// <returns></returns> private ConnectionMultiplexer GetRedisConnection() { //如果已經連接實例，直接返回 if (this.redisConnection != null && this.redisConnection.IsConnected) { return this.redisConnection; } //加鎖，防止異步編程中，出現單例無效的問題 lock (redisConnectionLock) { if (this.redisConnection != null) { //釋放redis連接 this.redisConnection.Dispose(); } try { this.redisConnection = ConnectionMultiplexer.Connect(redisConnenctionString); } catch (Exception) { //throw new Exception("Redis服務未啟用，請開啟該服務，并且請注意端口號，本項目使用的的6319，而且我的是沒有設置密碼。"); } } return this.redisConnection; } /// <summary> /// 清除 /// </summary> public void Clear() { foreach (var endPoint in this.GetRedisConnection().GetEndPoints()) { var server = this.GetRedisConnection().GetServer(endPoint); foreach (var key in server.Keys()) { redisConnection.GetDatabase().KeyDelete(key); } } } /// <summary> /// 判斷是否存在 /// </summary> /// <param name="key"></param> /// <returns></returns> public bool Get(string key) { return redisConnection.GetDatabase().KeyExists(key); } /// <summary> /// 查詢 /// </summary> /// <param name="key"></param> /// <returns></returns> public string GetValue(string key) { return redisConnection.GetDatabase().StringGet(key); } /// <summary> /// 獲取 /// </summary> /// <typeparam name="TEntity"></typeparam> /// <param name="key"></param> /// <returns></returns> public TEntity Get<TEntity>(string key) { var value = redisConnection.GetDatabase().StringGet(key); if (value.HasValue) { //需要用的反序列化，將Redis存儲的Byte[]，進行反序列化 return SerializeHelper.Deserialize<TEntity>(value); } else { return default(TEntity); } } /// <summary> /// 移除 /// </summary> /// <param name="key"></param> public void Remove(string key) { redisConnection.GetDatabase().KeyDelete(key); } /// <summary> /// 設置 /// </summary> /// <param name="key"></param> /// <param name="value"></param> /// <param name="cacheTime"></param> public void Set(string key, object value, TimeSpan cacheTime) { if (value != null) { //序列化，將object值生成RedisValue redisConnection.GetDatabase().StringSet(key, SerializeHelper.Serialize(value), cacheTime); } } /// <summary> /// 增加/修改 /// </summary> /// <param name="key"></param> /// <param name="value"></param> /// <returns></returns> public bool SetValue(string key, byte[] value) { return redisConnection.GetDatabase().StringSet(key, value, TimeSpan.FromSeconds(120)); } }

好啦，今天的設計模式你學會了么，在我的項目中，還隱藏了，工廠模式，裝飾器模式，中介者模式，觀察者模式，享元模式等等等等，下次再見咯。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的身边的设计模式（一）：单例 与 RedisCacheManager的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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