單例模式參考模板

1、C#設計模式（7）Singleton Pattern 一、 單例（Singleton）模式單例模式的特點：· 單例類只能有一個實例。 · 單例類必須自己創(chuàng)建自己的唯一實例。 · 單例類必須給所有其它對象提供這一實例。單例模式應用：· 每臺計算機可以有若干個打印機，但只能有一個Printer Spooler，避免兩個打印作業(yè)同時輸出到打印機。 · 一個具有自動編號主鍵的表可以有多個用戶同時使用，但數(shù)據(jù)庫中只能有一個地方分配下一個主鍵編號。否則會出現(xiàn)主鍵重復。二、 Singleton模式的結構：Singleton模式包含的角色只

2、有一個，就是Singleton。Singleton擁有一個私有構造函數(shù)，確保用戶無法通過new直接實例它。除此之外，該模式中包含一個靜態(tài)私有成員變量instance與靜態(tài)公有方法Instance()。Instance方法負責檢驗并實例化自己，然后存儲在靜態(tài)成員變量中，以確保只有一個實例被創(chuàng)建。（關于線程問題以及C#所特有的Singleton將在后面詳細論述）。三、 程序舉例：該程序演示了Singleton的結構，本身不具有任何實際價值。/ Singleton pattern - Structural example 

3、0;using System;/ "Singleton"1 / 8class Singleton  / Fields  private static Singleton instance;  / Constructor  protected Singleton()   / Methods  public static Singl

4、eton Instance()      / Uses "Lazy initialization"    if( instance = null )      instance = new Singleton();    return instance;

5、60; /*/ <summary>/ Client test/ </summary>public class Client  public static void Main()      / Constructor is protected - cannot use new    Si

6、ngleton s1 = Singleton.Instance();    Singleton s2 = Singleton.Instance();    if( s1 = s2 )      Console.WriteLine( "The same instance" );  

7、四、 在什么情形下使用單例模式：使用Singleton模式有一個必要條件：在一個系統(tǒng)要求一個類只有一個實例時才應當使用單例模式。反過來，如果一個類可以有幾個實例共存，就不要使用單例模式。注意：不要使用單例模式存取全局變量。這違背了單例模式的用意，最好放到對應類的靜態(tài)成員中。不要將數(shù)據(jù)庫連接做成單例，因為一個系統(tǒng)可能會與數(shù)據(jù)庫有多個連接，并且在有連接池的情況下，應當盡可能及時釋放連接。Singleton模式由于使用靜態(tài)成員存儲類實例，所以可能會造成資源無法及時釋放，帶來問題。五、 Singleton模式在實際系統(tǒng)中的實現(xiàn)下面這段Singleton代碼演示了負載均衡對象。在負載

8、均衡模型中，有多臺服務器可提供服務，任務分配器隨機挑選一臺服務器提供服務，以確保任務均衡（實際情況比這個復雜的多）。這里，任務分配實例只能有一個，負責挑選服務器并分配任務。/ Singleton pattern - Real World example  using System;using System.Collections;using System.Threading;/ "Singleton"class LoadBalancer 

9、; / Fields  private static LoadBalancer balancer;  private ArrayList servers = new ArrayList();  private Random random = new Random();  / Constructors (protected)  p

10、rotected LoadBalancer()      / List of available servers    servers.Add( "ServerI" );    servers.Add( "ServerII" );    servers.Add( "Se

11、rverIII" );    servers.Add( "ServerIV" );    servers.Add( "ServerV" );    / Methods  public static LoadBalancer GetLoadBalancer()     &

12、#160;/ Support multithreaded applications through    / "Double checked locking" pattern which avoids    / locking every time the method is invoked   &

13、#160;if( balancer = null )          / Only one thread can obtain a mutex      Mutex mutex = new Mutex();      mutex

14、.WaitOne();      if( balancer = null )        balancer = new LoadBalancer();      mutex.Close();        return balancer;

15、    / Properties  public string Server      get          / Simple, but effective random load balancer      int 

16、;r = random.Next( servers.Count );      return servers r .ToString();      /*/ <summary>/ SingletonApp test/ </summary>/public class SingletonApp  public

17、 static void Main( string args )      LoadBalancer b1 = LoadBalancer.GetLoadBalancer();    LoadBalancer b2 = LoadBalancer.GetLoadBalancer();    LoadBalancer b3 

18、= LoadBalancer.GetLoadBalancer();    LoadBalancer b4 = LoadBalancer.GetLoadBalancer();    / Same instance?    if( (b1 = b2) && (b2 = b3) && (b3 

19、= b4) )      Console.WriteLine( "Same instance" );    / Do the load balancing    Console.WriteLine( b1.Server );    Console.WriteLine( b2.Se

20、rver );    Console.WriteLine( b3.Server );    Console.WriteLine( b4.Server );  六、 C#中的Singleton模式C#的獨特語言特性決定了C#擁有實現(xiàn)Singleton模式的獨特方法。這里不再贅述原因，給出幾個結果：方法一：下面是利用.NET Framework平臺優(yōu)勢實現(xiàn)Singleton模式的代碼：sealed class Singl

21、eton   private Singleton();   public static readonly Singleton Instance=new Singleton();這使得代碼減少了許多，同時也解決了線程問題帶來的性能上損失。那么它又是怎樣工作的呢？注意到，Singleton類被聲明為sealed，以此保證它自己不會被繼承，其次沒有了Instance的方法，將原來_instance成員變量變成public readonly，并在聲明時被初始化。通過這些改變，我們確實

22、得到了Singleton的模式，原因是在JIT的處理過程中，如果類中的static屬性被任何方法使用時，.NET Framework將對這個屬性進行初始化，于是在初始化Instance屬性的同時Singleton類實例得以創(chuàng)建和裝載。而私有的構造函數(shù)和readonly(只讀)保證了Singleton不會被再次實例化，這正是Singleton設計模式的意圖。（摘自： ）不過這也帶來了一些問題，比如無法繼承，實例在程序一運行就被初始化，無法實現(xiàn)延遲初始化等。詳細情況可以參考微軟MSDN文章：Exploring the Singleton Design Pattern方法二：既然方法一存在問題，我們還有其它辦法。public sealed class Singleton  Singleton()     &