设计模式 之 单例模式

本文解释设计模式中单例模式的不同写法(懒汉式、饿汉式、双检锁…)

懒汉式(线程不安全的)

懒汉式是用来做反面教材的，来说明一般人会很少考虑到的并发问题~

public class Singleton
{
    private Singleton() { }   // 构造函数私有,外部不能实例化

    private static Singleton instance;
    
    public static Singleton GetInstance()
    {
        // 如果 线程A 运行到这里切换到 线程B，那么就会产生 2个实例~
        if (instance == null) 
        {                     
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

那么在懒汉式上加个锁看看~

public class Singleton
{
    private Singleton() { }   // 构造函数私有,外部不能实例化

    private static Singleton instance;
    private static readonly object locker = new object();

    //[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)] // 使用 C# 的语言特性
    public static Singleton GetInstance()
    {
        lock (locker) // 每个线程进来都要被锁，
        {
            // 虽然做到完全不浪费内存，但就效率而言还不如 懒汉式
            if (instance == null) 
            {                     
                instance = new Singleton();
            }
        }

        return instance;
    }
}

能不能做到即不浪费内存又高效呢？

双检锁(Double-Checked)

public class Singleton
{
    private Singleton() { }   // 构造函数私有,外部不能实例化

    private static Singleton instance;
    private static readonly object locker = new object();

    public static Singleton GetInstance()
    {
        if (instance == null) // Single Checked 
        {
            lock (locker)
            {
                if (instance == null) // Double checked
                {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        
        return instance;
    }
}

上面很多语言都可以编写出来，接下来有些实现则是利用语言的特性~

饿汉式

public class Singleton
{
    private Singleton(){} // 构造函数私有,外部不能实例化

    // 静态变量。 有些语言没有静态变量
    private static readonly Singleton instance = new Singleton();

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

参考资料

.Net 官方文档 - 静态构造函数