c#设计模式-创建型模式 之 单例模式

目录

前言:

优点:

缺点:

饿汉式(静态变量方式)

懒汉式(线程不安全)

懒汉式(双重检查锁定)

推荐方式Lazy

总结:


前言:

这种模式涉及到一个单一的类,该类负责创建自己的对象,同时确保只有单个对象被创建。这个类提供 了一种访问其唯一的对象的方式,可以直接访问,不需要实例化该类的对象。

单例设计模式分类两种:

  1. 饿汉式:类加载就会导致该单实例对象被创建
  2. 懒汉式:类加载不会导致该单实例对象被创建,而是首次使用该对象时才会创建

优点:

  1. 以保证内存里只有一个实例,减少了内存的开销;
  2. 避免对资源的多重占用;
  3. 设置全局访问点,可以优化和共享资源的访问。

缺点:

  1. 一般没有接口,扩展困难;
  2. 在调试过程中,如果单例中的代码没有执行完,也不能模拟生成一个新的对象;
  3. 功能代码设计不合理的话,容易违背单一职责原则。

饿汉式(静态变量方式)

cs 复制代码
public class Singleton
{
    //私有构造方法
    private Singleton()
    {
    }

    //在成员位置创建该类的对象
    private static Singleton _sSingleton = new Singleton();
    
    //对外提供静态方法获取该对象
    public static Singleton GetSingleton()
    {
        return _sSingleton;
    }
}

该方式生命Singleton类型静态变量,并创建静态对象_sSingleton,该方式中_sSingleton对象是随着类的加载而创建,因为被静态修饰符所修饰,如果一直没有使用该对象就会造成内存的浪费。

懒汉式(线程不安全)

cs 复制代码
public class Singleton
{
    //私有构造方法
    private Singleton()
    {
    }

    //在成员位置创建该类的对象
    private static Singleton? _sSingleton;


    //对外提供静态方法获取该对象
    public static Singleton GetSingleton()
    {
        if (_sSingleton == null)
        {
            _sSingleton = new Singleton();
        }

        return _sSingleton;
    }
}

在这种方式中声明Singleton类型静态变量后,并没有立刻对对象进行赋值,而是在调用GetSingleton时,对_sSingleton判断是否为第一次调用,如果是则赋值,因此实现了懒加载效果,但是如果是多线程环境,会出现线程安全问题。

懒汉式(双重检查锁定)

解决线程安全问题我们可以使用lock关键字

lock关键字在C#中用于创建临界区,它可以确保同时只有一个线程能够执行被它限制的代码块。使用方法如下:

复制代码
lock (variable) {
   // 被保护的代码块。
}

如下,使用 lock 语句,确保当一次只有一个线程可以进入该代码段,从而防止在多线程环境下创建出多个 Singleton 实例。如果其他线程试图进入锁定的代码,那么他们将阻塞(即暂停执行),直到原来的线程退出锁定的代码。因此容易造成线程阻塞

cs 复制代码
public class Singleton
{
    //定义了一个静态只读的对象_lockObject,用于控制对实例对象的访问
    private static readonly object _lockObject = new object();
    private static Singleton? _sSingleton;

    private Singleton()
    {
    }


    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            lock (_lockObject)
            {
                if (_sSingleton == null)
                {
                    _sSingleton = new Singleton();
                }

                return _sSingleton;
            }
        }
    }
}

推荐方式Lazy

使用Lazy<>是一种在C#中实现线程安全的单例模式的推荐方法,这种方式在.NET 4.0后开始提供。因为Lazy<>类型为线程安全并且延迟初始化提供了良好的支持。Lazy 会处理所有线程安全性问题,这是当前在C#中创建单例的首选方式。

cs 复制代码
public sealed class Singleton
{
   private static readonly Lazy<Singleton> lazy =
      new Lazy<Singleton>(() => new Singleton());

   public static Singleton Instance { get { return lazy.Value; } }
   private Singleton()
   {
   }
}

总结:

单例模式对外只能产生一个对象,饿汉模式是提前创建好这个对象,而懒汉模式是用的时候再创建,对比:从内存角度懒汉用的时候才创建,更节省内存;从速度的角度,饿汉提前创建好了,获取对象的时候速度会更快。

相关推荐
北漂老男孩1 小时前
设计模式全解析:23种经典设计模式及其应用
单例模式·设计模式
智想天开3 小时前
13.组合模式:思考与解读
docker·设计模式·容器·组合模式
学习机器不会机器学习8 小时前
深入浅出JavaScript常见设计模式:从原理到实战(2)
开发语言·javascript·设计模式
碎梦归途8 小时前
23种设计模式-行为型模式之命令模式(Java版本)
java·开发语言·jvm·设计模式·命令模式·行为型模式
冼紫菜10 小时前
SpringBoot配置RestTemplate并理解单例模式详解
java·spring boot·后端·spring·单例模式
〆、风神11 小时前
从零搭建高可用分布式限流组件:设计模式与Redis令牌桶实践
redis·分布式·设计模式
摘星编程12 小时前
并发设计模式实战系列(8):Active Object
设计模式·并发编程
半青年13 小时前
单例模式:全局唯一性在软件设计中的艺术实践
java·c++·python·单例模式
碎梦归途1 天前
23种设计模式-行为型模式之策略模式(Java版本)
java·开发语言·jvm·设计模式·策略模式·行为型模式