? ? （一）單例設(shè)計(jì)描述

? ? ? 只要了解過(guò)設(shè)計(jì)模式的同學(xué)都會(huì)知道：單例設(shè)計(jì)模式，大家都知道單例設(shè)計(jì)模式是一種創(chuàng)建行的設(shè)計(jì)模式。既然是創(chuàng)建型，那么先來(lái)講講，對(duì)象的創(chuàng)建的過(guò)程吧。

? ? ?--靜態(tài)成員：靜態(tài)成員在程序加載的時(shí)候，就會(huì)加載進(jìn)內(nèi)存。

? ? ?--實(shí)例成員：只有new的時(shí)候才有實(shí)例成員。1、為實(shí)例的數(shù)據(jù)字段分配內(nèi)存，然后初始化對(duì)象的附加字段（類(lèi)型指針和同步索引塊），最后調(diào)用類(lèi)型的實(shí)例構(gòu)造器來(lái)設(shè)置對(duì)象的初始化狀態(tài)。

? ? ? 單例模式：一般用在一個(gè)類(lèi)的創(chuàng)建對(duì)象很消耗資源，消耗時(shí)間，并且系統(tǒng)要保證只有一個(gè)對(duì)象的時(shí)候。一句話，對(duì)象的創(chuàng)建并不是很耗時(shí)間，不要刻意去套用單例模式，單例模式必須是在單例的時(shí)候，才單例。

? ? （二）?單例模式的演變

? ? ? ? 下面我們來(lái)模擬實(shí)際情況

public class Singleton {/// <summary>/// 對(duì)象會(huì)持有資源/// </summary>private List<string> _connList=new List<string>(){"測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)連接","測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)連接2","測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)連接3","測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)連接4"};public Singleton(){long lResult = 0;for (int i = 0; i < 100000; i++){lResult += i;}Thread.Sleep(1000);Console.WriteLine("{0}被構(gòu)造一次",this.GetType().Name);}public void Show(){Console.WriteLine("調(diào)用了Show");}}

? ? ? 這個(gè)類(lèi)的創(chuàng)建需要耗費(fèi)很多資源，里面有個(gè)Show方法。

? ? ? 那么接下來(lái)，實(shí)際中，我們可能有十個(gè)地方要用到這個(gè)類(lèi)里面的Show方法，我們的做法是這樣的

//那么接下來(lái)，我們這里要調(diào)用十次Show方法for (var i = 0; i < 10; i++) {var singletonObj = new Singleton();singletonObj.Show();}

? ????

?

? ? 這里每次調(diào)用一次，都需要耗費(fèi)很多資源和時(shí)間，這里可能有些同學(xué)就會(huì)說(shuō)，那我把這個(gè)singletonObj=new Singleton()提取出來(lái)，放到最外面來(lái)。

? ? 那行，按照我們需要，我們把var singletonObj=new Singletone()放到外面，如下所示

? ?

? 貌似這樣就解決了我們的問(wèn)題，但是各位你們想一想，我們一個(gè)系統(tǒng)是有多個(gè)人開(kāi)發(fā)的，A這里這樣做，B可能不知道這里有這個(gè)聲明，那他可能就還是一樣去New Singleton，還是導(dǎo)致我們系統(tǒng)中，存在大量這個(gè)對(duì)象。

? 我們應(yīng)該要如何解決這個(gè)問(wèn)題呢？?如何保證這個(gè)對(duì)象在整個(gè)系統(tǒng)只被創(chuàng)建一次呢？

? 單例模式--單線程

? 從上面的問(wèn)題，我們也可以看出因?yàn)檎l(shuí)都可以在New Singleton，所以導(dǎo)致了這個(gè)問(wèn)題。那按照這個(gè)想法，那我們就想啦，那就把構(gòu)造函數(shù)私有化唄，私有化完了之后，我們應(yīng)該還要提供一個(gè)方法或者啥的，給外面調(diào)用（也只能是靜態(tài)的成員），構(gòu)造函數(shù)私有化了，外面是不可以New了的

? ?那就按照，剛剛的說(shuō)法，我們來(lái)進(jìn)行一次改進(jìn)

public class Singleton {/// <summary>/// 對(duì)象會(huì)持有資源/// </summary>private List<string> _connList=new List<string>(){"測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)連接","測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)連接2","測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)連接3","測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)連接4"};private Singleton(){long lResult = 0;for (int i = 0; i < 100000; i++){lResult += i;}Thread.Sleep(1000);Console.WriteLine("{0}被構(gòu)造一次",this.GetType().Name);}public static Singleton CreateInstance(){return new Singleton();}public void Show(){Console.WriteLine("調(diào)用了Show");}}

? ? 按照我們上面這個(gè)寫(xiě)法，把構(gòu)造函數(shù)私有化了，然后在靜態(tài)方法里面New Singletone();

? ? 調(diào)用結(jié)果如下：

for (var i = 0; i < 10; i++) {var singletonObj = Singleton.CreateInstance();singletonObj.Show();} //寫(xiě)進(jìn)里面去了，是為了模擬有十個(gè)不同的開(kāi)發(fā)，再調(diào)用

?

? 那結(jié)果，還是沒(méi)有達(dá)到我們想要的，那現(xiàn)在問(wèn)題就是，對(duì)象沒(méi)有重用，因?yàn)槲覀兠看蝞ew，導(dǎo)致了對(duì)象沒(méi)有做到重用，那就讓對(duì)象進(jìn)行重用唄。最簡(jiǎn)單的方法，就是給一個(gè)靜態(tài)的字段（為啥靜態(tài)呢，因?yàn)槲覀兡沁叿椒ㄊ庆o態(tài)的），然后做一個(gè)判斷，如果對(duì)象為空，那么我們就創(chuàng)建，如果不為空，就不用創(chuàng)建了，如下所示。? ??

? ?

? ?我們?cè)谠瓉?lái)的基礎(chǔ)上，做了如上圖的改進(jìn)。結(jié)果如下，

? ?

? ?我們想要的結(jié)果實(shí)現(xiàn)了，多次調(diào)用的時(shí)候，做了重用對(duì)象，只構(gòu)造了一次。本來(lái)想著單例模式就這樣結(jié)束了（單線程是沒(méi)有問(wèn)題，并且這種實(shí)現(xiàn)是一種懶漢式，懶漢式：當(dāng)你需要用這個(gè)類(lèi)的時(shí)候，才會(huì)去實(shí)例化）。

? ?編程世界里面，我們總是要考慮一下，多線程的情況。

? ?單例模式--多線程

? ?這個(gè)是用Task.Run()開(kāi)啟了也給多線程的異步調(diào)用

for (var i = 0; i < 10; i++){Task.Run(()=>{var singletonObj = Singleton.CreateInstance();singletonObj.Show();}); }Thread.Sleep(5000);

? ?

? ?通過(guò)上面的結(jié)果，我們可以看出，我們的之前的做法，在多線程環(huán)境還是會(huì)調(diào)用多次。

? ?有些同學(xué)就會(huì)說(shuō)用lock鎖啦，行，我們就給他加上一把鎖。

public class Singleton {/// <summary>/// 對(duì)象會(huì)持有資源/// </summary>private List<string> _connList=new List<string>(){"測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)連接","測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)連接2","測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)連接3","測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)連接4"};private static Singleton singletonObj = null;private static readonly object singleTonObjLock = new object(); //加鎖，之后這里為啥要用readonly，大家可以找private Singleton(){long lResult = 0;for (int i = 0; i < 100000; i++){lResult += i;}Thread.Sleep(1000);Console.WriteLine("{0}被構(gòu)造一次",this.GetType().Name);Console.WriteLine($"線程{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}調(diào)用一次");}public static Singleton CreateInstance(){lock (singleTonObjLock) //很多同學(xué)都說(shuō)用lock this，this肯定是不行的，因?yàn)閘ock是lock引用的，如果這個(gè)this的引用改變了... {if (singletonObj == null){singletonObj = new Singleton();}}return singletonObj;}public void Show(){Console.WriteLine("調(diào)用了Show");}}

? ?看我們給他加完鎖的時(shí)候效果。

? ?

? ?嗯，實(shí)現(xiàn)了我們想要的效果了，說(shuō)明我們加鎖是有效果的。到了這個(gè)時(shí)候，大家可能覺(jué)得一個(gè)單例模式應(yīng)該就快結(jié)束了，那么我們?cè)賮?lái)看看這種情況。

? 單例模式--多線程（雙if+lock)

??

?

?通過(guò)上面的介紹，我們理解了單例模式的演變過(guò)程，也對(duì)單例模式，多線程有了更加深刻的印象。

?（三）單例模式其他實(shí)現(xiàn)

? ? 就像我們一開(kāi)始說(shuō)的那樣，單例模式，其實(shí)一個(gè)進(jìn)程內(nèi)，在多線程環(huán)境下，如何保證只有一個(gè)對(duì)象，這就是單例。也可以從這個(gè)定義看出，我們可以通過(guò)靜態(tài)的構(gòu)造函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)單例模式。

? ? 靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)，是由CLR保證的，有且只會(huì)加載一次。

? ? 其他很多方法實(shí)現(xiàn)，都是利用static關(guān)鍵字的背后原因，在第一次使用類(lèi)型之前被調(diào)用，且只會(huì)被調(diào)用一次。

? ?（四）懶漢式，餓漢式

? ? ? 懶漢，就是說(shuō)這個(gè)人很懶，需要用的時(shí)候，才構(gòu)建。雙if+lock這種就屬于懶漢式。懶漢式，利用了延遲加載加載的思想。

? ? ? 餓漢：就是調(diào)用我這個(gè)類(lèi)型，就會(huì)幫你創(chuàng)建好；管你用不用，我都會(huì)幫你創(chuàng)建；就是餓了嗎，我后面介紹的利用static關(guān)鍵字的就是屬于餓漢式；餓漢式：管你之前有沒(méi)有（內(nèi)存中），都會(huì)幫你new一個(gè)新的實(shí)例。

? ?（五）單例模式的使用場(chǎng)景

? ? ? ?單例：必須單例才單例，反正沒(méi)必要。單例模式實(shí)現(xiàn)都有性能，損失，靜態(tài)方法。

? ? ? ?單例：會(huì)把對(duì)象常駐內(nèi)存，靜態(tài)的。

? ? ? ?單例的使用，多個(gè)人操作可能會(huì)對(duì)你影響，因?yàn)槎际菍?duì)同一份引用進(jìn)行修改。

? ? ? ?一般用在數(shù)據(jù)庫(kù)連接，打印機(jī)，遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用，等等這些大對(duì)象身上。

　? //單例模式的應(yīng)用場(chǎng)景補(bǔ)充：讀取配置文件信息，讀取配置文件不應(yīng)該一直new一個(gè)類(lèi)，應(yīng)該是單例的。

? ? ? ?

?

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public class ConfigV1{private static object _lockObj = new object();private static ConfigV1 _instance;private static Dictionary<string,string> _configItems =new Dictionary<string, string>();private ConfigV1(){Init();Console.WriteLine($"{this.GetType().Name}被構(gòu)造一次");}public static ConfigV1 GetInstance(){if (_instance == null){lock (_lockObj){if (_instance == null){_instance=new ConfigV1();}}}return _instance;}public string this[string item]{get{return _configItems[item];}}private void Init(){var config=ConfigurationManager.AppSettings.AllKeys;foreach(var key in config){_configItems.Add(key,ConfigurationManager.AppSettings[key]);}}}

? ? ? ?github:https://github.com/gdoujkzz/DesignPattern.git

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創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來(lái)咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的小看--单例设计模式的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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