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大家好，這是【C#.NET 拾遺補(bǔ)漏】專(zhuān)輯的第 06 篇文章。今天講講大家熟悉的單例模式。

單例模式大概是所有設(shè)計(jì)模式中最簡(jiǎn)單的一種，如果在面試時(shí)被問(wèn)及熟悉哪些設(shè)計(jì)模式，你可能第一個(gè)答的就是單例模式。

單例模式的實(shí)現(xiàn)分為兩種：餓漢式和懶漢式。前者是在靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行時(shí)就立即實(shí)例化，后者是在程序執(zhí)行過(guò)程中第一次需要時(shí)再實(shí)例化。兩者有各自適用的場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)方式也都很簡(jiǎn)單，唯一在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的一個(gè)問(wèn)題就是：實(shí)例化時(shí)需要保證線程安全。

餓漢式

餓漢式實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單，在靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)中立即進(jìn)行實(shí)例化：

public?class?Singleton {private?static?readonly Singleton _instance;static?Singleton(){_instance = new Singleton();}public?static Singleton Instance{get{return _instance;}} }

注意，為了確保單例性，需要使用 readonly 關(guān)鍵字聲明實(shí)例不能被修改。

以上寫(xiě)法可簡(jiǎn)寫(xiě)為：

public?class?Singleton {private?static?readonly Singleton _instance = new Singleton();public?static Singleton Instance{get{return _instance;}} }

這里的?new Singleton()?等同于在靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)中實(shí)例化。在 C# 7 中還可以進(jìn)一步簡(jiǎn)寫(xiě)如下：

public?class?Singleton {public?static Singleton Instance { get; } = new Singleton(); }

一句代碼就搞定了，此寫(xiě)法，實(shí)例化也是在默認(rèn)的靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)中進(jìn)行的。如果是餓漢式需求，這種實(shí)現(xiàn)是最簡(jiǎn)單的。有人會(huì)問(wèn)這會(huì)不會(huì)有線程安全問(wèn)題，如果多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用 Singleton.Instance 會(huì)不會(huì)實(shí)例化了多個(gè)實(shí)例。不會(huì)，因?yàn)?CLR 確保了所有靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)都是線程安全的。

注意，不能這么寫(xiě)：

public?class?Singleton {public?static Singleton Instance => new Singleton(); }// 等同于： public?class?Singleton {public?static Singleton Instance{get { return?new Singleton(); }} }

這樣會(huì)導(dǎo)致每次調(diào)用都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新實(shí)例。

懶漢式

懶漢式單例實(shí)現(xiàn)需要考慮線程安全問(wèn)題，先來(lái)看一段經(jīng)典的線程安全的單列模式實(shí)現(xiàn)代碼：

public?sealed?class?Singleton {private?static?volatile Singleton _instance;private?static?readonly?object _lockObject = new Object();public?static Singleton Instance{get{if (_instance == null){lock (_lockObject){if (_instance == null){_instance = new Singleton();}}}return _instance;}} }

網(wǎng)上搜索 C# 單例模式，大部分都是這種使用 lock 來(lái)確保線程安全的寫(xiě)法，這是經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)的單例模式的寫(xiě)法，沒(méi)問(wèn)題，很放心。在 lock 里外都做一次 instance 空判斷，雙保險(xiǎn)，足以保證線程安全和單例性。但這種寫(xiě)法似乎太麻煩了，而且容易寫(xiě)錯(cuò)。早在 C# 3.5 的時(shí)候，就有了更好的寫(xiě)法，使用?Lazy<T>。

示例代碼：

public?class?LazySingleton {private?static?readonly Lazy<LazySingleton> _instance =new Lazy<LazySingleton>(() => new LazySingleton());public?static LazySingleton Instance{get { return _instance.Value; }} }

調(diào)用示例：

public?class?Program {public?static?void?Main(){var instance = LazySingleton.Instance;} }

使用?Lazy<T>?可以使對(duì)象的實(shí)例化延遲到第一次被調(diào)用的時(shí)候執(zhí)行，通過(guò)訪問(wèn)它的 Value 屬性來(lái)創(chuàng)建并獲取實(shí)例，并且讀取一個(gè)?Lazy<T>?實(shí)例的 Value 屬性只會(huì)執(zhí)行一次實(shí)例化代碼，確保了線程安全。

祝，編碼愉快！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的单例模式最佳实践的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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