[置顶] 设计模式——懒汉式单例类PK饿汉式单例类

前言

   我们都知道生活中好多小软件，有的支持多IP在线，有的仅仅局限于单个IP在线。为什么这样设计，在软件开发阶段就是，有需求就是发展。这就是软件开发的一个设计模式——懒汉式单例类和饿汉式单例类。

内容

   现在的互联网发展很迅速，人们对保护自己隐私的意识也日益提高。所以单例模式就上场了，且看：

单例模式

定义：

  单例模式保证一个类仅有一个实例，并提供了一个访问它的全局点。

解释：

  用大白话来说就是 一条路，一次只让一个过，相当于种萝卜，一个坑只能种一个萝卜。官方讲通常我们可以让一个全局变量使得一个对象被访问，但它不能防止你实例化多个对象。一个最好的方法就是，让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例可以被创建，并且可以他可以提供一个访问该实例的方法。

     看图：

 

代码也灰常简单哦：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
//作者：周丽同
//文件：单例模式

namespace ConsoleApplication2
{
    class Singleton
    {
        private static Singleton instance;

        private Singleton ()//构造方法让其为private，这就堵死了外界利用new创建此类实例的可能；
        {

        }

        public static Singleton GetInstance()//此方法时获得本类实例的唯一全局访问点；
        {
            if (instance ==null )//若实例不存在，则new一个新的实例，否则返回已有的实例；
            {
                instance = new Singleton();
            }

            return instance;
        }
    }
}

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
//作者：周丽同
//文件：单例模式

namespace ConsoleApplication2
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Singleton s1 = Singleton.GetInstance();
            Singleton s2 = Singleton.GetInstance();

            if (s1==s2 )//比较两次实例化后对象的结果是实例相同；
            {
                Console.WriteLine("两个对象是相同的实例。");
            }

            Console.Read();
        }
    }
}

好处：

   单例模式因为Singleton类封装它的唯一实例，这样它可以严格地控制客户是怎样访问以及何时访问它。就是对唯一实例的受控访问。

完善单例——多线程

   对于单例模式，我们只是注意到了在实例化的时候防止实例化泛滥，但是考虑细节问题，多线程的程序中，同时访问Singleton类，调用里面的GetInstance（）方法，也会有可能造成创建多个实例的现象，给我防止这个，可以给进程加一把锁来处理，相当于一个屋子只能进去一个人去完成任务，第一个人进去后把门锁了，防止后面的人去屋子里面完成在该时段的同样的任务。

见代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
//作者：周丽同
//文件：多线程时的单例
namespace 单例模式之懒汉与饿汉
{
    class Singleton
    {
        private static Singleton instance;
        private static readonly object syncRoot = new object();
        //程序运行时创建一个静态只读的进程辅助对象；
        private Singleton ()
        {

        }

        public static Singleton GetInstance()
        {
            lock (syncRoot )//在同一个时刻加了锁的那部分程序只有一个线程可以进入；
            {
                if (instance ==null )
                {
                    instance =new Singleton ();
                }
            }

            return instance;
        }
    }
}

   这里解释一下，Lock是确保当一个线程位于代码的临界区时，另一个线程不进入临界区。如果其他线程试图进入锁定的代码，则它将一直等待（即被阻止），直到该对象被释放。由于有了 lock，就保证了多线程下同上访问也不会造成多实例的生成。

   多线程虽然解决了保证实例化一个。但是对于加锁的方式上不管有没有实例化对象都是先加了锁，这样看起来未免有点不合理。双重锁定解决了这种情况。

完善单例——双重锁定

   它先是判断实例是否存在，不存在再枷锁处理。这样我们不用让线程每次都加锁，而只是在实例未被创建的时候再加锁处理，同时这样也能保证多线程的安全。这就是我们所说的Double-Check Locking。至于为什么判断Instance是否为空两次，第一次是判断是否有加锁的毕业，第二次是针对第二次以后进来的执行者是否执行实例化的判断。

见代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
//作者：周丽同
//文件：双重锁定

namespace 双重锁定
{
    class Singleton
    {
        private static Singleton instance;
        private static readonly object syncRoot = new object();
        private Singleton()
        {

        }

        public static Singleton GetInstance()
        {
            if (instance ==null )//先判断实例是否存在，不存在再加锁处理；
            {
                lock (syncRoot )
                {   
                    //当instance不存在的情况下，当instance为 null并且同时有两个线程调用GetInstance()方法时；
                    //都可以通过第一重instance==null的判断。然后由于lock机制，这两个线程则只有一个进入，另一
                    //个在外排队等候。等另一个出来以后，另一个才能进入，如果没有第二重的instance==null，还是
                    //可以重新创建实例的。没有达到单例的目的。
                    if  (instance ==null )
                    {
                        instance = new Singleton();
                    }
                }
            }

            return instance;
        }
    }
}

静态初始化

   C#与公共语言运行库也提供了一种“静态初始化”方法，这种方法不需要开发人员显式地编写线程安全代码，即可解决多线程环境下它是不安全的问题。

见代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
//作者：周丽同
//文件：静态初始化

namespace 静态初始化
{
    public sealed   class Singleton//防止发生派生，而派生可能会增加实例；
    {
        //在第一次引用类的任何成员时创建实例。公共语言运行库负责处理变量初始化；
        private static readonly Singleton instance = new Singleton();
        private Singleton ()
        {

        }

        public static Singleton GetInstance()
        {
            return instance;
        }
    }
}

   这个也实现了全局访问和实例化控制，公共静态属性访问实例提供了一个全局访问点。不同之处在于它利用公共语言运行库来初始化变量。构造方法和前面一样都是私有的，不能再类本身以外实例化Singleton类；其中instance变量标记为readonly（只读），表示只能在静态初始化期间或在类构造函数中分配变量。

总结

   静态初始化的方式是在自己加载的时候就将自己实例化，需要提前占用资源，所以被形象的称之为饿汉式单例类；原先的单例模式处理方式要在第一次被引用时，才会将自己实例化，面临着多线程访问的安全性问题，需要做双重锁定这样的处理才可以保证安全，所以为懒汉式单例类。本人菜鸟一枚，如果不合适的地方，望大神斧正。

1、对比着学习更加容易理解知识。

2、永远不要相信一件东西可以近乎完美，只要发现总有更好的。

3、多做总结，多多回顾。

最后的最后，感谢您的宝贵时间~~~