c# 单例模式的实现

原文链接：https://www.jb51.net/article/205472.htm

记一下学习单例模式的笔记：

　　单例就是要保证该类仅有一个实例。实现完全封闭的单例（外部不能new）其实就要两点要求：

• 全局访问：需要一个该类型的全局静态变量，每次获取实例时都要判断它是否null，不存在new，存在通过一个方法直接返回该值获取实例来保证对象唯一；
• 实例化控制：new实例不能外部new、造成实例不唯一，需要一个私有构造器禁用共有构造器。

　　根据new实例的时机，分为饿汉式和懒汉式：

一、 饿汉式单例：静态变量初始化时new

特点：加载时new，一开始全局就存在该唯一实例，每次用到只要获取就行，提前占用系统资源但不存在线程安全问题。代码如下：

public sealed class Singleton
  {
    private static readonly Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton() { }

    public static Singleton GetInstance()
    {
      return instance;
    }
  }

二、 懒汉式单例：需要该实例的时候再new

特点：真正需要用到的时候才实例化，不提前占用资源但多个线程同时用到该实例时，会存在判断静态变量都为null都去new而产生多个实例的情况。有线程安全问题，但可以用双重锁定解决。

　　单线程懒汉单例代码如下：

public class Singleton
  {
    private static Singleton instance = null;
    private Singleton() { }

    public static Singleton GetInstance()
    {
      if (instance == null)
        instance = new Singleton();
      return instance;
    }
  }

多线程懒汉单例代码如下：

public class Singleton
  {
    private static Singleton instance = null;
    private static readonly object obj = new object();
    private Singleton() { }

    public static Singleton GetInstance()
    {
      //双重锁定
      if (instance == null)//只有为null需要实例化处理时才进行加锁，提高性能避免不必要的等待
      {
        lock (obj)
        {
          if (instance == null)//避免其他线程等待锁释放期间有线程已经实例化，从而造成多个实例
            instance = new Singleton();
        }
      }
      return instance;
    }
  }

三、 注册式单例

介绍一个有意思的单例-泛型注册式，是对单例的扩展，主要了解它的设计思想。

　　其实每个类单例模式实现代码都是差不多的：

1. 相同结构和成员（字段、属性、行为等）：是否可以考虑进行抽象提取一个公共的调用接口？
2. 成员类型或输入输出具体类型不是固定的：是否可以考虑设计一个适用于不同类型的通用处理方式而不都是Object？这个适用不同类型通用解决就要用到泛型。

　　实现代码如下（例子使用饿汉式，当然也可以用懒汉式）：

public abstract class Singleton<T> where T:class,new()
  {
    private static readonly T instance = new T();
    protected Singleton() { }

    public static T GetSingleton()//获取单例
    {
      return instance;
    }
  }
  public class Person : Singleton<Person> { }

可以看到这种单例通过继承的方式，既可以new实例也可以获取单例实例。如果要实现上面的完全封闭（禁用外部new），也可以完全在Person类中写个私有构造器在Singleton<T>类中实例的获取new T()改为反射调用私有构造器的方式实现，总感觉怪怪的。

　　下面是主程序调用该单例方法：

static void Main(string[] args)
    {
      Person p1 = Person.GetSingleton();
      Person p2 = Singleton<Person>.GetSingleton();

      if (object.ReferenceEquals(p1, p2))
      {
        Console.WriteLine("两个对象是同一实例");
      }
      Console.ReadKey();
    }

输出结果：