创建型-单例模式
单例模式：对于类的单例模式设计，就是采取一定的方法保证在整个软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法（静态方法）。
单例模式有8种方式：
1、饿汉式（静态常量）
// 2、饿汉式（静态代码块）
3、懒汉式（线程不安全）
4、懒汉式（线程安全，同步方法）
5、懒汉式（线程安全，同步代码块）
6、双重检查double check
7、静态内部类
// 8、枚举
★饿汉式（静态常量）
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 // 测试 6 Singleton instance1 = Singleton.getInstance(); 7 Singleton instance2 = Singleton.getInstance(); 8 9 Console.WriteLine(instance1 == instance2); 10 Console.WriteLine($"instance1.GetHashCode={instance1.GetHashCode()}"); 11 Console.WriteLine($"instance2.GetHashCode={instance2.GetHashCode()}"); 12 } 13 } 14 15 internal class Singleton 16 { 17 /// <summary> 18 /// 1、私有化构造函数，外部不能new 19 /// </summary> 20 private Singleton() 21 { 22 } 23 24 // 2、本类的内部创建对象实例 25 private readonly static Singleton instance = new Singleton(); 26 27 // 3、提供一个公有的静态方法，返回对象实例 28 public static Singleton getInstance() 29 { 30 return instance; 31 } 32 }
view code
优缺点说明：
1、优点：写法简单，就是在类状态的时候就完成了实例化，避免线程同步问题。
2、缺点：在类状态的时候完成实例化，没有达到lazy loading的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费。
3、这种方式基于classloader机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，在单例模式中大多数都是调用getInstance方法，但是导致类装载的原因有很多，因此不能确定有其他的方式导致装载，这时候初始化instance就没有达到lazy loading的效果。
结论：这种单例模式可用，可能造成内存浪费。
★饿汉式（静态代码块）
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 // 测试 6 Singleton instance1 = Singleton.GetInstance; 7 Singleton instance2 = Singleton.GetInstance; 8 9 Console.WriteLine(instance1 == instance2); 10 Console.WriteLine($"instance1.GetHashCode={instance1.GetHashCode()}"); 11 Console.WriteLine($"instance2.GetHashCode={instance2.GetHashCode()}"); 12 } 13 } 14 15 internal class Singleton 16 { 17 /// <summary> 18 /// 1、私有化构造函数，外部不能new 19 /// </summary> 20 private Singleton() 21 { 22 } 23 24 public static Singleton GetInstance { get; private set; } = new Singleton(); 25 }
view code
★懒汉式（线程不安全）
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 // 测试 6 Singleton1 instance1 = Singleton1.getInstance(); 7 Singleton1 instance2 = Singleton1.getInstance(); 8 9 Console.WriteLine(instance1 == instance2); 10 Console.WriteLine($"instance1.GetHashCode={instance1.GetHashCode()}"); 11 Console.WriteLine($"instance2.GetHashCode={instance2.GetHashCode()}"); 12 } 13 } 14 15 internal class Singleton1 16 { 17 // 私有的静态变量 18 private static Singleton1 instance; 19 20 /// <summary> 21 /// 1、私有化构造函数，外部不能new 22 /// </summary> 23 private Singleton1() 24 { 25 } 26 27 /// <summary> 28 /// 提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建instance，即懒汉式 29 /// </summary> 30 /// <returns></returns> 31 public static Singleton1 getInstance() 32 { 33 if (instance == null) 34 { 35 instance = new Singleton1(); 36 } 37 return instance; 38 } 39 }
view code
优缺点说明：
1、起到了lazy loading效果，但是只能在单线程下使用。
2、若在多线程下，一个线程进入if(singleton==null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了该判断，就会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式。
结论：在实际开发中，不要使用这种方式。
★懒汉式（线程安全，同步方法）
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 // 测试 6 Singleton3 instance1 = Singleton3.getInstance(); 7 Singleton3 instance2 = Singleton3.getInstance(); 8 9 Console.WriteLine(instance1 == instance2); 10 Console.WriteLine($"instance1.GetHashCode={instance1.GetHashCode()}"); 11 Console.WriteLine($"instance2.GetHashCode={instance2.GetHashCode()}"); 12 } 13 } 14 15 internal class Singleton3 16 { 17 // 定义一个静态变量来保存类的实例 18 private static Singleton3 instance; 19 20 // 定义一个标识确保线程同步 21 private static readonly object locker = new object(); 22 23 /// <summary> 24 /// 私有化构造函数，外部不能new 25 /// </summary> 26 private Singleton3() 27 { 28 } 29 30 /// <summary> 31 /// 提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建instance，即懒汉式 32 /// </summary> 33 /// <returns></returns> 34 public static Singleton3 getInstance() 35 { 36 // 当第一个线程运行到这里时，此时会对locker对象 "加锁"， 37 // 当第二个线程运行该方法时，首先检测到locker对象为"加锁"状态，该线程就会挂起等待第一个线程解锁 38 // lock语句运行完之后（即线程运行完之后）会对该对象"解锁" 39 lock (locker) 40 { 41 if (instance == null) 42 { 43 instance = new Singleton3(); 44 } 45 } 46 return instance; 47 } 48 }
view code
优缺点说明：
1、解决了线程不安全的问题。
2、效率太低，每个线程都想获取类实例的时候，执行getInstance()时都需要进行同步，而该方法只需要执行一次实例化代码就够了，后面想获取该类的实例直接return就可以了。
结论：在实际开发中，不推荐使用这种方式。
★懒汉式（线程安全，同步代码块）
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 // 测试 6 Singleton4 instance1 = Singleton4.getInstance(); 7 Singleton4 instance2 = Singleton4.getInstance(); 8 9 Console.WriteLine(instance1 == instance2); 10 Console.WriteLine($"instance1.GetHashCode={instance1.GetHashCode()}"); 11 Console.WriteLine($"instance2.GetHashCode={instance2.GetHashCode()}"); 12 } 13 } 14 15 internal class Singleton4 16 { 17 // 定义一个静态变量来保存类的实例 18 private static Singleton4 instance; 19 20 // 定义一个标识确保线程同步 21 private static readonly object locker = new object(); 22 23 /// <summary> 24 /// 私有化构造函数，外部不能new 25 /// </summary> 26 private Singleton4() 27 { 28 } 29 30 /// <summary> 31 /// 提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建instance，即懒汉式 32 /// </summary> 33 /// <returns></returns> 34 public static Singleton4 getInstance() 35 { 36 if (instance == null) 37 { 38 lock (locker) 39 { 40 instance = new Singleton4(); 41 } 42 } 43 return instance; 44 } 45 }
view code
优缺点说明：
1、这种方式本意上时对上述方式的改进，改为同步产生实例化的代码块。
2、但是这种方式没有解决线程安全问题。
结论：强烈不推荐。
★双重检查
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 // 测试 6 Singleton5 instance1 = Singleton5.getInstance(); 7 Singleton5 instance2 = Singleton5.getInstance(); 8 9 Console.WriteLine(instance1 == instance2); 10 Console.WriteLine($"instance1.GetHashCode={instance1.GetHashCode()}"); 11 Console.WriteLine($"instance2.GetHashCode={instance2.GetHashCode()}"); 12 } 13 } 14 15 internal class Singleton5 16 { 17 // 定义一个静态变量来保存类的实例 18 private static Singleton5 instance; 19 20 // 定义一个标识确保线程同步 21 private static readonly object locker = new object(); 22 23 /// <summary> 24 /// 私有化构造函数，外部不能new 25 /// </summary> 26 private Singleton5() 27 { 28 } 29 30 /// <summary> 31 /// 提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建instance，即懒汉式 32 /// </summary> 33 /// <returns></returns> 34 public static Singleton5 getInstance() 35 { 36 // 当第一个线程运行到这里时，此时会对locker对象 "加锁"， 37 // 当第二个线程运行该方法时，首先检测到locker对象为"加锁"状态，该线程就会挂起等待第一个线程解锁 38 // lock语句运行完之后（即线程运行完之后）会对该对象"解锁" 39 // 双重锁定只需要一句判断就可以了 40 if (instance == null) 41 { 42 lock (locker) 43 { 44 if (instance == null) 45 { 46 instance = new Singleton5(); 47 } 48 } 49 } 50 return instance; 51 } 52 }
view code
结论：推荐使用。
★静态内部类
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 // 测试 6 Singleton2 instance1 = Singleton2.getInstance(); 7 Singleton2 instance2 = Singleton2.getInstance(); 8 9 Console.WriteLine(instance1 == instance2); 10 Console.WriteLine($"instance1.GetHashCode={instance1.GetHashCode()}"); 11 Console.WriteLine($"instance2.GetHashCode={instance2.GetHashCode()}"); 12 } 13 } 14 15 internal class Singleton2 16 { 17 /// <summary> 18 /// 1、私有化构造函数，外部不能new 19 /// </summary> 20 private Singleton2() 21 { 22 } 23 24 private static class SingletonInstance 25 { 26 public readonly static Singleton2 INSTANCE = new Singleton2(); 27 } 28 29 /// <summary> 30 /// 提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建instance，即懒汉式 31 /// </summary> 32 /// <returns></returns> 33 public static Singleton2 getInstance() 34 { 35 return SingletonInstance.INSTANCE; 36 } 37 }
view code
优缺点说明：
1、这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。
2、静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，通过getInstance方法才会装载SingletonInstance类，从而完成Singleton实例化。
3、类的静态属性只会在类第一次装载的时候初始化。
4、避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高。
结论：推荐使用。
★枚举
在java中提供该方式。
C#中实现了单例模式的类：
1 // 该类不是一个公开类 2 // 但是该类的实现应用了单例模式 3 internal sealed class SR 4 { 5 private static SR loader; 6 internal SR() 7 { 8 } 9 // 主要是因为该类不是公有，所以这个全部访问点也定义为私有的了 10 // 但是思想还是用到了单例模式的思想的 11 private static SR GetLoader() 12 { 13 if (loader == null) 14 { 15 SR sr = new SR(); 16 Interlocked.CompareExchange<SR>(ref loader, sr, null); 17 } 18 return loader; 19 } 20 21 // 这个公有方法中调用了GetLoader方法的 22 public static object GetObject(string name) 23 { 24 SR loader = GetLoader(); 25 if (loader == null) 26 { 27 return null; 28 } 29 return loader.resources.GetObject(name, Culture); 30 } 31 }
view code
版权声明：本文为az4215原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。