c# 多线程单例模式_C# 设计模式-单例模式
原标题：C# 设计模式-单例模式
C# 单例模式
1、定义：单例模式就是保证在整个应用程序的生命周期中，在任何时刻，被指定的类只有一个实例，并为客户程序提供一个获取该实例的全局访问点。
首先来明确一个问题，那就是在某些情况下，有些对象，我们只需要一个就可以了。
2、单例模式的优点有：
(1)实例控制：单例模式会阻止其他对象实例化其自己的单例对象的副本，从而确保所有对象都访问唯一实例。
(2)灵活性：因为类控制了实例化过程，所以类可以灵活更改实例化过程。
3、单例模式的缺点有：
(1)开销：虽然数量很少，但如果每次对象请求引用时都要检查是否存在类的实例，将仍然需要一些开销。可以通过使用静态初始化解决此问题。
(2)可能的开发混淆：使用单例对象(尤其在类库中定义的对象)时，开发人员必须记住自己不能使用new关键字实例化对象。因为可能无法访问库源代码，因此应用程序开发人员可能会意外发现自己无法直接实例化此类。
4、举个栗子：
一台计算机上可以连好几个打印机，但是这个计算机上的打印程序只能有一个，这里就可以通过单例模式来避免两个打印作业同时输出到打印机中，即在整个的打印过程中我只有一个打印程序的实例。其实生活中也有多类似的例子，比如操作ATM机的时候，存钱和取钱的操作是不能同时做的，只能一个一个来完成；
5.代码解析
第一种最简单，但没有考虑线程安全，在多线程时可能会出问题.代码如下
解析如下：
1)首先，该Singleton的构造函数必须是私有的，以保证客户程序不会通过new操作产生一个实例，达到实现单例的目的；
2)因为静态变量的生命周期跟整个应用程序的生命周期是一样的，所以可以定义一个私有的静态全局变量instance来保存该类的唯一实例；
3)必须提供一个全局函数访问获得该实例，并且在该函数提供控制实例数量的功能，即通过if语句判断instance是否已被实例化，如果没有则可以同new创建一个实例；否则，直接向客户返回一个实例。
在这种经典模式下，没有考虑线程并发获取实例问题，即可能出现两个线程同时获取instance实例，且此时其为null时，就会出现两个线程分别创建了instance，违反了单例规则。因此，下面代码修改。
publicclassSingleton
{
privatestaticSingleton instance;
privateSingleton
{
}
publicstaticSingleton GetInstance
{
if(instance== null)
{
instance= newSingleton;
}
returninstance;
}
}
第二种为多线程下的单例模式，考虑了线程安全,代码如下：
解析如下：
使用了双重锁方式较好地解决了多线程下的单例模式实现。先看内层的if语句块，使用这个语句块时，先进行加锁操作，保证只有一个线程可以访问该语句块，进而保证只创建了一个实例。
再看外层的if语句块，这使得每个线程欲获取实例时不必每次都得加锁，因为只有实例为空时(即需要创建一个实例)，才需加锁创建，若果已存在一个实例，就直接返回该实例，节省了性能开销。
publicclassSingleton
{
privatestaticSingleton instance;
privatestaticobject_lock= newobject;
privateSingleton
{
}
publicstaticSingleton GetInstance
{
if(instance== null)
{
lock(_lock)
{
if(instance== null)
{
instance= newSingleton;
}
}
}
returninstance;
}
}
第三种 饿汉模式
Eager Singleton(饿汉式单例类)，其静态成员在类加载时就被初始化，此时类的私有构造函数被调用，单例类的唯一实例就被创建
这种模式的特点是自己主动实例，代码如下
使用的readonly关键可以跟static一起使用，用于指定该常量是类别级的，它的初始化交由静态构造函数实现，并可以在运行时编译。在这种模式下，无需自己解决线程安全性问题，CLR会给我们解决。由此可以看到这个类被加载时，会自动实例化这个类，而不用在第一次调用GetInstance后才实例化出唯一的单例对象。
publicsealedclassSingleton
{
privatestaticreadonlySingleton instance= newSingleton;
privateSingleton
{
}
publicstaticSingleton GetInstance
{
returninstance;
}
}
第四种 懒汉模式
Lazy Singleton(懒汉式单例类)，其类的唯一实例在真正调用时才被创建，而不是类加载时就被创建。所以Lazy Singleton不是线程安全的。
publicclassSingleton
{
privatestaticSingleton singleton = null;
publicstaticsynchronized Singleton getInstance{
if(singleton== null){
singleton = newSingleton;
}
returnsingleton;
}
}
总结：
单例中懒汉和饿汉的本质区别在于以下几点：
1、饿汉式是线程安全的,在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用,以后不在改变。懒汉式如果在创建实例对象时不加上synchronized则会导致对对象的访问不是线程安全的。
2、从实现方式来讲他们最大的区别就是懒汉式是延时加载,他是在需要的时候才创建对象,而饿汉式在虚拟机启动的时候就会创建，饿汉式无需关注多线程问题，写法简单明了，能用则用。但是它是加载类时创建实例。所以如果是一个工厂模式，缓存了很多实例，那么就得考虑效率问题，因为这个类一加载则把所有实例不管用不用一块创建。
3、两者建立单例对象的时间不同。“懒汉式”是在你真正用到的时候才去建这个单例对象，“饿汉式”是在不管用不用得上，一开始就建立这个单例对象。
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