設計模式 - 18）單例模式-有解無憂

class STWindow
{
    static Window win;
    private STWindow() { }
        
    public static Window GetInstance()
    {
        if (win == null || !win.IsVisible)
        {
            win = new Window();
            win.Height = 200;
            win.Width = 200;
        }
                    
        return win;
    }        
}

class Singleton
{
    static Singleton _singleton;
    private Singleton() { }

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

1. 多執行緒同時創建實體問題

多個執行緒同時訪問 Singleton 的 GetInstance() 方法，可能會造成創建多個實體；
比如 A 先進入后在準備實體化 Singleton 的程序中，B 也進入了，這時 _singleton 還是為 null，然后 B 也去實體化 Singleton 了，

class Singleton
{
    static Singleton _singleton;
    private Singleton() { }

    public static Singleton GetInstance()
    {
        if (_singleton == null)
        {
            Console.WriteLine("實體化一個 Singleton");
            _singleton = new Singleton();
        }
        Console.WriteLine("回傳一個 Singleton");
        return _singleton;
    }
}

System.Threading.Thread a = new System.Threading.Thread(() =>
{
    Singleton.GetInstance();
});

System.Threading.Thread b = new System.Threading.Thread(() =>
{
    Singleton.GetInstance();
});

System.Threading.Thread c = new System.Threading.Thread(() =>
{
    Singleton.GetInstance();
    });

a.Start();
b.Start();
c.Start();

實體化一個 Singleton
實體化一個 Singleton
回傳一個 Singleton
回傳一個 Singleton
回傳一個 Singleton

我們通過加個鎖來解決這個問題，

public static readonly object syncRoot = new object();

public static Singleton GetInstance()
{
    lock (syncRoot)
    {
        if (_singleton == null)
        {
            Console.WriteLine("實體化一個 Singleton");
            _singleton = new Singleton();
        }
    }
            
    Console.WriteLine("回傳一個 Singleton");
    return _singleton;
}

實體化一個 Singleton
回傳一個 Singleton
回傳一個 Singleton
執行緒 0x1a08 已退出，回傳值為 0 (0x0)，
回傳一個 Singleton
執行緒 0x45b4 已退出，回傳值為 0 (0x0)，
執行緒 0x5a04 已退出，回傳值為 0 (0x0)，

2. 每次實體都要鎖的性能問題

使用雙重鎖定，只有未實體化時才鎖，鎖完判斷是否還未實體化，

public static Singleton GetInstance()
{
    if (_singleton == null)
    {
        lock (syncRoot)
        {
            if (_singleton == null)
            {
                _singleton = new Singleton();
            }
        }
    }
    return _singleton;
}

3.餓漢式單例

class Singleton
{
    static readonly Singleton _instance = new Singleton();

    private Singleton() { }

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

這種靜態初始化的方式是自己被加載時就將自己實體化，因此被稱為餓漢式單例；
而第一次被參考時才將自己實體化的方式被稱為懶漢式單例，C# 中餓漢式已足夠滿足，

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標籤：.NET技术

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