Singleton设计模式的C#实现
2008-02-23 05:26:45来源:互联网 阅读 ()
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式中,会需要某个类有且只有一个实例,这个时候能够采用Singleton模式进行设计。用Singleton模式设计的类不但能确保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很方便的,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有成员变量,他被4个不同的线程进行读写操作,为确保计数的正确性,在整个应用当中必然需要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:
using System; namespace csPattern.Singleton { public class Singleton { static Singleton uniSingleton = new Singleton(); private Singleton() {} static public Singleton instance() { return uniSingleton; } } } |
方法二:
using System; namespace csPattern.Singleton { public class Singleton { static Singleton uniSingleton; private Singleton() {} static public Singleton instance() { if (null == uniSingleton) { uniSingleton = new Singleton _lazy(); } return uniSingleton; } } } |
Singleton模式的实现有两个技巧: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。二是将构造方法配置成为private,假如使用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lazy initialization,是在第一次需要实例的时候才创建类的实例,和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,在创建类的实例的时候可能会碰到一些原因阻塞一段时间(比如网络速度或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,和Singleton的初衷违背。解决这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:
using System; using System.Threading; namespace csPattern.Singleton { public class Counter { static Counter uniCounter = new Counter(); //存储唯一的实例。 private int totNum = 0; //存储计数值。 private Counter() { Thread.Sleep(100); //这里假设因为某种因素而耽搁了100毫秒。 //在非lazy initialization 的情况下, 不会影响到计数。. } static public Counter instance() { return uniCounter; } public void Inc() { totNum ;} //计数加1。 public int GetCounter() { return totNum;} //获得当前计数值。 } } |
以下是调用Counter类的客户程式,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:
using System; using System.IO; using System.Threading; namespace csPattern.Singleton.MutileThread { public class MutileClient { public MutileClient() {} public void DoSomeWork() { Counter myCounter = Counter.instance(); //方法一 //Counter_lazy myCounter = Counter_lazy.instance(); //方法二 for (int i = 1; i < 5; i ) { myCounter.Inc(); Console.WriteLine("线程{0}报告: 当前counter为: {1}", Thread.CurrentThread.Name.ToString(), myCounter.GetCounter().ToString()); } } public void ClientMain() { Thread thread0 = Thread.CurrentThread; thread0.Name = "Thread 0"; Thread thread1 =new Thread(new ThreadStart(this.DoSomeWork)); thread1.Name = "Thread 1"; Thread thread2 =new Thread(new ThreadStart(this.DoSomeWork)); thread2.Name = "Thread 2"; Thread thread3 =new Thread(new ThreadStart(this.DoSomeWork)); thread3.Name = "Thread 3"; thread1.Start(); thread2.Start(); thread3.Start(); DoSomeWork(); //线程0也只执行和其他线程相同的工作。 } } } |
以下为Main函数,本程式的测试入口:
using System; namespace csPattern.Singleton { public class RunMain { public RunMain() {} static public void Main(string[] args) { MutileThread.MutileClient myClient = new MutileThread.MutileClient(); myClient.ClientMain(); System.Console.ReadLine(); } } } |
执行结果如下:
线程Thread 1报告: 当前counter为: 2
线程Thread 1报告: 当前counter为: 4
线程Thread 1报告: 当前counter为: 5
线程Thread 1报告: 当前counter为: 6
标签:
版权申明:本站文章部分自网络,如有侵权,请联系:west999com@outlook.com
特别注意:本站所有转载文章言论不代表本站观点,本站所提供的摄影照片,插画,设计作品,如需使用,请与原作者联系,版权归原作者所有
上一篇: 用设计模式固化C#程式
下一篇: 浅析.NET研发中代理模式的使用
IDC资讯: 主机资讯 注册资讯 托管资讯 vps资讯 网站建设
网站运营: 建站经验 策划盈利 搜索优化 网站推广 免费资源
网络编程: Asp.Net编程 Asp编程 Php编程 Xml编程 Access Mssql Mysql 其它
服务器技术: Web服务器 Ftp服务器 Mail服务器 Dns服务器 安全防护
软件技巧: 其它软件 Word Excel Powerpoint Ghost Vista QQ空间 QQ FlashGet 迅雷
网页制作: FrontPages Dreamweaver Javascript css photoshop fireworks Flash