C#设计模式之1：单例模式

在程序的设计过程中很多时候系统会要求对于某个类型在一个应用程序域中只出现一次，或者是因为性能的考虑，或者是由于逻辑的要求，总之是有这样的需求的存在，那在设计模式中正好有这么一种模式可以来满足这样的要求。

在C#中实现单例模式可以通过定义私有的构造函数来实现，当然，还可以通过定义静态的构造函数来实现。在Singleton模式中可以利用类的静态构造器来执行完成单例模式的原因是当静态变量被访问的时候，CLR会调用类的静态构造器（类型构造器），创建静态类的类型对象，CLR希望确保每个应用程序域内只执行一次类型构造器，为了做到这一点，在调用类型构造器时，CLR会为静态类加一个互斥的线程同步锁，因此，如果多个线程试图同时调用某个类型的静态构造器时，那么只有一个线程可以获得对静态类的访问权，其他的线程都被阻塞。第一个线程执行完 类型构造器的代码并释放构造器之后，其他阻塞的线程被唤醒，然后发现构造器被执行过，因此，这些线程不再执行构造器，只是从构造器简单的返回。如果再一次调用这些方法，CLR就会意识到类型构造器被执行过，从而不会在被调用。调用类中的静态方法，或者访问类中的静态成员变量，过程同上，所以说静态成员是线程安全的。

看过上面的描述，可以了解到，静态成员在C#Runtime中进行了特殊的处理，特别适合建立单例模式。

public class Singleton
    {
        public static readonly Singleton _instance;

        static Singleton()
        {
            _instance=new Singleton();
        }

        private Singleton()
        {
            
        }
    }

上面简短的几行代码就建立了一个标准的单利模式，其中，定义私有构造函数是为了防止使用new关键字在类的外部访问构造函数，使用静态的构造函数，是为了初始化这个公共的，共全局访问的只读字段_instance。从上面的解释来看，这种方式还可以免费的使用CLR送的互斥锁来同步执行并且CLR保证静态构造函数只被执行一次，也就是说，完美的实现了单例模式的所有要求。因此，这种方法无论从效率还是简洁上面都是最好的选择，还有一种双重判断的方式来实现单例模式：

public class AnotherSingleton
    {
        private AnotherSingleton()
        {
            
        }

        private static AnotherSingleton _instance;
        private  static readonly object PadLock=new object();

        public static AnotherSingleton GetInstance()
        {
            if (_instance==null)
            {
                lock (PadLock)
                {
                    if (_instance==null)
                    {
                        _instance=new AnotherSingleton();
                        
                    }
                }
            }
            return _instance;
        }
    }

利用上面这段代码也可以建立一个单例模式，但是由于使用锁，所以初始化方面时间要稍长一些，不过这段代码实现的单例模式也是适用于在多线程环境下运行的。以上两个例子就是最常用最好用的单例模式的实现方式。

由于单例模式不用考虑具体的使用环境，只要需求，就可以实现，所以这篇文章就没涉及到相应的场景。先到这里吧。

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