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Head First设计模式——单例模式

单例模式是所有设计模式中最简单的模式,也是365bet体育在线们平常经常用到的,单例模式通常被365bet体育在线们应用于线程池、缓存操作、队列操作等等。

单例模式旨在创建一个类的实例,创建一个类的实例365bet体育在线们用全局静态变量或者约定也能办到单例的作用,为什么365bet体育在线们要用单例模式?

接下来365bet体育在线们就从如何形成单例模式,单例模式创建的过程来讲解。

1、单例如何形成

365bet体育在线们平常创建一个对象需要new对象,假如有一个对象ObjectClass365bet体育在线们实例化它。

new ObjectClass()

如果另外一个类要使用ObjectClass则可以再通过new来创建另外一个实例化,如果这个类是public 则365bet体育在线们可以在使用的时候多次实例化对象。

那365bet体育在线们怎么保证类不被其他类实例化,利用private关键字365bet体育在线们可以采用私有构造函数来阻止外部实例化该类。

public class ObjectClass
{
   private ObjectClass()
    {
    }    
}

这样一来365bet体育在线们无法实例化ObjectClass则365bet体育在线们就无法使用它。那365bet体育在线们要怎么实例化呢?

由于私有构造方法365bet体育在线们只能在内部访问,365bet体育在线365bet体育在线们可以用一个内部方法实例化ObjectClass,为了外部能够访问这个方法365bet体育在线们将这个方法设置成static。

这样做了之后确保返回对象始终是第一次创建的对象,365bet体育在线们用一个私有静态对象来存储实例化的对象,如果对象没创建365bet体育在线们则立即创建,如果已经创建就返回已经创建的对象。

    public class ObjectClass
    {
        private static ObjectClass singleton;
        private ObjectClass()
        {
        }

        public static ObjectClass GetSingletone()
        {
            if (singleton == null)
            {
                singleton = new ObjectClass();
            }
            return singleton;
        }
    }

到这里365bet体育在线们的单例模式就形成了,单例模式定义:

单例模式:确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

2、多线程导致单例模式问题

启用多线程测试单例返回对象

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                TestSingleton();
            }
            Console.ReadKey();
        }

        public static void TestSingleton()
        {
            Task.Factory.StartNew(new Action(() =>
            {
                var hc = ObjectClass.GetSingletone().GetHashCode();
                Console.WriteLine(hc);
            }));
        }
    }

  

如图中做的测试一样,365bet体育在线启了10个线程获得单例对象然后打印对象的HashCode。测试发现有HashCode不一致的情况,证明单例返回的对象并不是只有一个。

因为多线程运行的时候可能会同时进入if (singleton == null)的判断,如果此时singleton变量还没被实例化则可能有多个线程进入到实例化代码,以至于返回的实例化对象不是同一个。

3、解决多线程单例问题

由于多线程导致if检查变量问题,则争对检查问题365bet体育在线们可以有两类解决办法:

①"急切"创建实例,不用延迟实例化做法

急切实例化就是在静态初始化器中创建对象,这样就保证了程序运行阶段单例对象已经创建好,去除if判断。

    public class ObjectClass
    {
        private static ObjectClass singleton=new ObjectClass();
        private ObjectClass()
        {
        }

        public static  ObjectClass GetSingletone()
        {
            return singleton;
        }
    }

加锁

为了让创建对象只能有一个线程操作,则365bet体育在线们对创建对象代码进行加锁处理,再次改造GetSingletone方法。

    public class ObjectClass
    {
        private static ObjectClass singleton = new ObjectClass();
        private static object lockObj = new object();
        private ObjectClass()
        {
        }

        public static ObjectClass GetSingletone()
        {
            lock (lockObj)
            {
                if (singleton == null)
                {
                    singleton = new ObjectClass();
                }
            }
            return singleton;
        }
    }

 加锁对性能有一定的损耗,如果你的系统对性能要求比较高,365bet体育在线们对于加锁的处理还有365体育投注优化方式:双重检查加锁

     public static ObjectClass GetSingletone()
        {
            if (singleton == null)
            {
                lock (lockObj)
                {
                    if (singleton == null)
                    {
                        singleton = new ObjectClass();
                    }
                } 
            }
            return singleton;
        }

使用双重检查加锁,则多线程在运行的时候如果已经创建了单例对象后就不会再进入到lock代码365bet体育在线源思跎偎吹男阅芩鸷摹

然后365bet体育在线们再来测试一波,启用50个线程,可以看到输出的HashCode是一致的。

4、总结

回到365bet体育在线们开始讲的为什么不用全局变量或者约定来解决单例问题,因为对于365bet体育在线们开发来说虽然有约定但是365bet体育在线们不能保证365体育投注人都按照约定或者滥用全局变量造成问题。

而使用单例模式能进行更好的自365bet体育在线约定和管理,当然365bet体育在线们也有可能会滥用单例模式,这就需要对它能解决什么问题如何使用深入理解。

设计模式并不是要生搬硬套,而是在需要的时候符合的场景进行合理使用。

虽然单例模式比较简单,但通过分析365bet体育在线们看到问题也不少,要更好的使用需要365bet体育在线们更好的分析,也希望这篇博文对你有些帮助。

posted @ 2019-11-11 09:03  Spring2Sun  阅读(...)  评论(...编辑  收藏