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时间:2018-07-16
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1、Singleton设计模式的C#实现Singleton模式 Singleton(译为单件或单态)模式是设计模式中比较简单而常用的模式。 有些时候在整个应用程序中,会要求某个类有且只有一个实例,这个时候可以采用Singleton模式进行设计。用Singleton模式设计的类不仅能保证在应用中只有一个实例,而且提供了一种非全局变量的方法进行全局访问,称为全局访问点,这样对于没有全局变量概念的纯面向对象语言来说是非常方便的,比如C#。 本文用一个计数器的例子来描述在C#中如何使用Singleton模式:计数的值设计为计数器类的一个私
2、有成员变量,它被4个不同的线程进行读写操作,为保证计数的正确性,在整个应用当中必然要求计数器类的实例是唯一的。Singleton的实现方式 首先看看教科书方式的Singleton标准实现的两种方法,以下用的是类C#伪代码: 方法一:usingSystem;namespacecsPattern.Singleton{publicclassSingleton{staticSingletonuniSingleton=newSingleton();privateSingleton(){}staticpublicSingletoninsta
3、nce(){returnuniSingleton;}}} 方法二:usingSystem;namespacecsPattern.Singleton{publicclassSingleton{staticSingletonuniSingleton;privateSingleton(){}staticpublicSingletoninstance(){if(null==uniSingleton){uniSingleton=newSingleton_lazy();}returnuniSingleton;}}} Singleton模式的
4、实现有两个技巧:一是使用静态成员变量保存“全局”的实例,确保了唯一性,使用静态的成员方法instance()代替new关键字来获取该类的实例,达到全局可见的效果。二是将构造方法设置成为private,如果使用new关键字创建类的实例,则编译报错,以防编程时候笔误。 上面方法二的初始化方式称为lazyinitialization,是在第一次需要实例的时候才创建类的实例,与方法一中类的实例不管用不用一直都有相比,方法二更加节省系统资源。但是方法二在多线程应用中有时会出现多个实例化的现象。 假设这里有2个线程:主线程和线程1,在创建类
5、的实例的时候可能会遇到一些原因阻塞一段时间(比如网络速度或者需要等待某些正在使用的资源的释放),此时的运行情况如下: 主线程首先去调用instance()试图获得类的实例,instance()成员方法判断该类没有创建唯一实例,于是开始创建实例。由于一些因素,主线程不能马上创建成功,而需要等待一些时间。此时线程1也去调用instance()试图获得该类的实例,因为此时实例还未被主线程成功创建,因此线程1又开始创建新实例。结果是两个线程分别创建了两次实例,对于计数器类来说,就会导致计数的值被重置,与Singleton的初衷违背。解决这
6、个问题的办法是同步。 下面看看本文的计数器的例子的实现: 使用方法一:usingSystem;usingSystem.Threading;namespacecsPattern.Singleton{publicclassCounter{staticCounteruniCounter=newCounter();//存储唯一的实例。privateinttotNum=0;//存储计数值。privateCounter(){Thread.Sleep(100);//这里假设因为某种因素而耽搁了100毫秒。//在非lazyinitializat
7、ion的情况下,不会影响到计数。.}staticpublicCounterinstance(){returnuniCounter;}publicvoidInc(){totNum;}//计数加1。publicintGetCounter(){returntotNum;}//获得当前计数值。}} 以下是调用Counter类的客户程序,在这里我们定义了四个线程同时使用计数器,每个线程使用4次,最后得到的正确结果应该是16:usingSystem;usingSystem.IO;usingSystem.Threading;namespacec
8、sPattern.Singleton.MutileThread{publicclassMutileClient{publicMutileClient(){}publicvoidDoSomeWork(){CountermyCounter
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