C#設(shè)計(jì)模式之單例模式實(shí)例講解
前言
最近開始花點(diǎn)心思研究下設(shè)計(jì)模式,主要還是讓自己寫的代碼可重用性高、保證代碼可靠性。所謂設(shè)計(jì)模式,我找了下定義:是一套被反復(fù)使用、多數(shù)人知曉的、經(jīng)過分類編目的、代碼設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。毫無疑問,設(shè)計(jì)模式于己于他人于系統(tǒng)都是多贏的;設(shè)計(jì)模式使代碼編制真正工程化;設(shè)計(jì)模式是軟件工程的基石脈絡(luò),如同大廈的結(jié)構(gòu)一樣。
為什么要提倡“Design Pattern(設(shè)計(jì)模式)”?
根本原因是為了代碼復(fù)用,增加可維護(hù)性。因此這次我們來學(xué)習(xí)下設(shè)計(jì)模式,最后會(huì)通過C#語言來實(shí)現(xiàn)這些設(shè)計(jì)模式作為例子,深刻理解其中的精髓。
定義
單例模式是一種常用的軟件設(shè)計(jì)模式。在它的核心結(jié)構(gòu)中只包含一個(gè)被稱為單例類的特殊類。通過單例模式可以保證系統(tǒng)中一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例而且該實(shí)例易于外界訪問,從而方便對(duì)實(shí)例個(gè)數(shù)的控制并節(jié)約系統(tǒng)資源。如果希望在系統(tǒng)中某個(gè)類的對(duì)象只能存在一個(gè),單例模式是最好的解決方案。
特點(diǎn)
1、 某個(gè)類只能有一個(gè)實(shí)例
2、它必須自行創(chuàng)建這個(gè)實(shí)例
3、它必須自行向整個(gè)系統(tǒng)提供這個(gè)實(shí)例。
優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
一、實(shí)例控制
單例模式會(huì)阻止其他對(duì)象實(shí)例化其自己的單例對(duì)象的副本,從而確保所有對(duì)象都訪問唯一實(shí)例。
二、靈活性
因?yàn)轭惪刂屏藢?shí)例化過程,所以類可以靈活更改實(shí)例化過程。
缺點(diǎn):
一、開銷
雖然數(shù)量很少,但如果每次對(duì)象請(qǐng)求引用時(shí)都要檢查是否存在類的實(shí)例,將仍然需要一些開銷??梢酝ㄟ^使用靜態(tài)初始化解決此問題。
二、可能的開發(fā)混淆
使用單例對(duì)象(尤其在類庫中定義的對(duì)象)時(shí),開發(fā)人員必須記住自己不能使用new關(guān)鍵字實(shí)例化對(duì)象。因?yàn)榭赡軣o法訪問庫源代碼,因此應(yīng)用程序開發(fā)人員可能會(huì)意外發(fā)現(xiàn)自己無法直接實(shí)例化此類。
三、對(duì)象生存期
不能解決刪除單個(gè)對(duì)象的問題。在提供內(nèi)存管理的語言中(例如基于.NET Framework的語言),只有單例類能夠?qū)е聦?shí)例被取消分配,因?yàn)樗瑢?duì)該實(shí)例的私有引用。在某些語言中(如 C++),其他類可以刪除對(duì)象實(shí)例,但這樣會(huì)導(dǎo)致單例類中出現(xiàn)懸浮引用。
/// <summary>
/// 單例模式
/// </summary>
public class Singleton
{
// 定義一個(gè)靜態(tài)變量來保存類的實(shí)例
private static Singleton mySingleton;
// 定義私有構(gòu)造函數(shù),使外界不能創(chuàng)建該類實(shí)例
private Singleton()
{
}
//定義公有方法提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)。
public static Singleton GetInstance()
{
//這里的lock其實(shí)使用的原理可以用一個(gè)詞語來概括“互斥”這個(gè)概念也是操作系統(tǒng)的精髓
//其實(shí)就是當(dāng)一個(gè)進(jìn)程進(jìn)來訪問的時(shí)候,其他進(jìn)程便先掛起狀態(tài)
if (mySingleton == null)
{
mySingleton = new Singleton();
}
return mySingleton;
}
}
上面的單例模式的實(shí)現(xiàn)是有問題的,當(dāng)多個(gè)用戶或者方法同時(shí)訪問的時(shí)候,便會(huì)出現(xiàn)多個(gè)用戶同時(shí)拿到了mySingleton==null的結(jié)果,這個(gè)明顯不是我們想要的,因此,我們應(yīng)該通過一個(gè)鎖來互斥這個(gè)方法,當(dāng)很多線程同時(shí)訪問的時(shí)候,只允許一個(gè)線程進(jìn)入到代碼中執(zhí)行,而其他的便只能處于掛起的狀態(tài)。
/// <summary>
/// 單例模式
/// </summary>
public class Singleton
{
// 定義一個(gè)靜態(tài)變量來保存類的實(shí)例
private static Singleton mySingleton;
// 定義一個(gè)標(biāo)識(shí)確保線程同步
private static readonly object locker = new object();
// 定義私有構(gòu)造函數(shù),使外界不能創(chuàng)建該類實(shí)例
private Singleton()
{
}
//定義公有方法提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)。
public static Singleton GetInstance()
{
//這里的lock其實(shí)使用的原理可以用一個(gè)詞語來概括“互斥”這個(gè)概念也是操作系統(tǒng)的精髓
//其實(shí)就是當(dāng)一個(gè)進(jìn)程進(jìn)來訪問的時(shí)候,其他進(jìn)程便先掛起狀態(tài)
if (mySingleton == null)//區(qū)別就在這里
{
lock (locker)
{
// 如果類的實(shí)例不存在則創(chuàng)建,否則直接返回
if (mySingleton == null)
{
mySingleton = new Singleton();
}
}
}
return mySingleton;
}
}
其實(shí)在一些項(xiàng)目中,單例模式早就有了體現(xiàn)。在開發(fā)asp.net的項(xiàng)目中,就已經(jīng)用這種方法來包裝http上下文來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源的節(jié)省。
/// <summary>
/// 業(yè)務(wù)倉儲(chǔ)
/// </summary>
public IBLL.IBLLSession BLLSession;
//---------------------定義上下文屬性
#region 實(shí)例構(gòu)造函數(shù) 初始化業(yè)務(wù)倉儲(chǔ) + OperateContext()
public OperateContext()
{
BLLSession = DI.SpringHelper.GetObject<IBLL.IBLLSession>("BLLSession");
}
#endregion
#region Http上下文 以及相關(guān)屬性
/// <summary>
/// Http上下文
/// </summary>
HttpContext ContextHttp
{
get
{
return HttpContext.Current;
}
}
HttpResponse Response
{
get
{
return ContextHttp.Response;
}
}
HttpRequest Request
{
get
{
return ContextHttp.Request;
}
}
HttpSessionState Session
{
get
{
return ContextHttp.Session;
}
}
#endregion
#region 獲取當(dāng)前操作上下文(存在線程中,提高效率) + OperateContext Current
// <summary>
/// 獲取當(dāng)前操作上下文(存在線程中,提高效率)
/// </summary>
public static OperateContext Current
{
get
{
OperateContext o = CallContext.GetData(typeof(OperateContext).Name) as OperateContext;
if (o == null)
{
o = new OperateContext();
CallContext.SetData(typeof(OperateContext).Name, o);
}
return o;
}
}
#endregion
總結(jié)
到這里,就和大家一起先了解了單例模式到底是個(gè)什么東西,其實(shí)在一些項(xiàng)目中,這種模式就已經(jīng)應(yīng)用了,只是我們沒有去發(fā)現(xiàn)和總結(jié),不過本來設(shè)計(jì)模式就是一套被反復(fù)使用、多數(shù)人知曉的、經(jīng)過分類編目的、代碼設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。哎。。。。這次是第二次編輯了,本來這個(gè)單例模式已經(jīng)發(fā)布了好多天,竟然被我新的一篇觀察者模式給覆蓋了,數(shù)據(jù)取不回來,只能匆匆完稿,大家見諒啊,有問題我們一起來討論,畢竟我也是初學(xué)者。
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