C#单例类的实现

时间:2023-11-24 09:56:38

C#单例类的实现

单例类保证一个类全局仅有一个实例,并提供一个全局访问点,由于只能生成一个实例,因此我们必须把构造函数设为私有函数以禁止他人创建实例。

实现1:懒汉式,线程不安全

该实现没有额外开销,不要求线程安全的情况下可以使用:

public class Singleton1
{
private static Singleton1 instance = null;
private Singleton1() { } public static Singleton1 Instance
{
get
{
if (instance == null)
{
instance = new Singleton1();
}
return instance;
}
}
}

实现2:懒汉式,线程安全

由于每次访问单例类实例都会加锁,而加锁是一个非常耗时的操作,故不推荐使用

public class Singleton2
{
private readonly static object lockObj = new object();
private static Singleton2 instance = null;
private Singleton2() { } public static Singleton2 Instance
{
get
{
lock(lockObj)
{
if (instance == null)
{
instance = new Singleton2();
}
}
return instance;
}
}
}

实现3:饿汉式,线程安全

写法简单,线程安全,但构造时机不是由程序员掌控的:

public class Singleton3
{
private static Singleton3 instance = new Singleton3();
private Singleton3() { }
public static Singleton3 Instance { get { return instance; } } public static void Test()
{
Console.WriteLine("test");
}
}

当.NET运行时发现第一次使用Singleton3时会创建单例的实例,而不是在第一次调用Singleton3.Instance属性时创建,如进行以下操作:

Singleton3.Test();

实现4:懒汉式,双重校验锁

在实现2的基础上进行改进,只在第一次创建实例时加锁,提高访问性能:

public class Singleton4
{
private readonly static object lockObj = new object();
private static Singleton4 instance = null;
private Singleton4() { } public static Singleton4 Instance
{
get
{
if (instance == null)
{
lock (lockObj)
{
if (instance == null)
{
instance = new Singleton4();
}
}
}
return instance;
}
}
}

实现5:懒汉式,内部类

在方法3的基础上进行改进,确保只有访问Singleton5.Instance属性时才会构造实例:

public class Singleton5
{
class Nested
{
internal static readonly Singleton5 instance = new Singleton5();
}
private Singleton5() { }
public static Singleton5 Instance { get { return Nested.instance; } }
}

实现单例基类

通过单例基类,我们可以简单的通过继承创建一个单例类,实现代码复用:

// 由于单例基类不能实例化,故设计为抽象类
public abstract class Singleton<T> where T : class
{
// 这里采用实现5的方案,实际可采用上述任意一种方案
class Nested
{
// 创建模板类实例,参数2设为true表示支持私有构造函数
internal static readonly T instance = Activator.CreateInstance(typeof(T), true) as T;
}
private static T instance = null;
public static T Instance { get { return Nested.instance; } }
}

使用方法如下:

class TestSingleton : Singleton<TestSingleton>
{
// 将构造函数私有化,防止外部通过new创建
private TestSingleton() { }
}

参考资料

1、《剑指offer》

2、http://www.runoob.com/design-pattern/singleton-pattern.html

3、https://blog.csdn.net/ycl295644/article/details/46770451