一起谈.NET技术,C#面向对象设计模式纵横谈:Singleton 单件

简介:   模式分类  从目的来看:  -创建型(Creational)模式:负责对象创建  -结构型(Structural)模式:处理类与对象间的组合  -行为型(Behavioral)模式:类与对象交互中的职责分配  从范围来看:  -类模式处理类与子类的静态关系  -对象模式处理对象间的动态关系  动机(Motivation)  在软件系统中,经常有这样一些特殊的类,必须保证它们在系统中只存在一个实例,才能确保它们的逻辑正确性、以及良好的效率。

  模式分类

  从目的来看:

  -创建型(Creational)模式:负责对象创建

  -结构型(Structural)模式:处理类与对象间的组合

  -行为型(Behavioral)模式:类与对象交互中的职责分配

  从范围来看:

  -类模式处理类与子类的静态关系

  -对象模式处理对象间的动态关系

  动机(Motivation)

  在软件系统中,经常有这样一些特殊的类,必须保证它们在系统中只存在一个实例,才能确保它们的逻辑正确性、以及良好的效率。如何绕过常规的构造器,提供一种机制来保证一个类只有一个实例?

这应该是类设计者的责任,而不是使用者的责任

  结构(Structure)

image

 

  单线程Singleton模式实现

image

  私有的实例构造器是为了屏蔽默认产生的构造器,让类的使用者无法调用构造器。

  单线程Singleton模式的几个要点

  Singleton模式中的实例构造器可以设置为protected以允许子类派生。

  Singleton模式一般不要支持ICloneable接口,因为这可能会导致多个对象实例,与Singleton模式的初衷违背。

  Singleton模式一般不要支持序列化,因为这也有可能导致多个对象实例,同样与Singleton模式的初衷违背。

  Singleton模式只考虑到了对象创建的管理,没有考虑对象销毁的管理。就支持垃圾回收平台和对象的开销来讲,我们一般没有必要对其销毁进行特殊的管理。

  不能应对多线程环境:在多线程环境下,使用Singleton模式仍然有可能得到Singleton类的多个实例对象。

  多线程Singleton模式实现

image

  volatile修饰:编译器在编译代码的时候会对代码的顺序进行微调,用volatile修饰保证了严格意义的顺序。一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变,这样,编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是,优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值,而不是使用保存在寄存器里的备份。

  使用.NET类型初始化机制实现多线程Singleton模式

image

  以上是内联初始化(生成的同时进行初始化)的单例模式,它等同于:

image

  内联初始化其实是把静态的字段放到静态构造器去初始化。反编译出内联初始化的代码可以看出以上结论

image

  只要想访问静态字段,必定已经在之前执行了静态构造器。这样也能够精确地保证使用的时候一定能拿到实例,如果不使用也不会实例化对象,也就是延时加载的功能。他同样能够支持多线程环境,因为只可能有一个线程执行静态构造器,不可能有多个线程去执行静态构造器,感觉就是程序已经自动为我们加锁了。

  它的一点弊端就是它不支持参数化的实例化方法。在.NET里静态构造器只能声明一个,而且必须是无参数的,私有的。因此这种方式只适用于无参数的构造器。

  Singleton模式扩展
  将一个实例扩展到n个实例,例如对象池的实现。(n不是指无限个实例,而是固定的某个数)将new构造器的调用转移到其他类中,例如多个类协同工作环境中,某个局部环境只需要拥有某个类的一个实例。理解和扩展Singleton模式的核心是“如何控制用户使用new对一个类的实例构造器的任意调用”。

  .NET框架中的Singleton应用

image

  t1==t2 这说明,GetType方法获得的Type实例都是单例。HttpContext.Current也是如此,他们是通过Singleton的扩展方式实现的,他们的单例也并不是覆盖所有领域,只是针对某些局部领域中,是单例的,不同的领域中还是会有不同的实例。

  推荐参考书

  《设计模式:可复用面向对象软件的基础》 GoF

  《面向对象分析与设计》 Grady Booch  

  《敏捷软件开发:原则、模式与实践》 Robert C.Martin

  《重构:改善既有代码的设计》 Martin Fowler

  《Refactoring to Patterns》 Joshua Kerievsky

  2010.9.21

目录
相关文章
|
1月前
|
SQL 开发框架 数据可视化
企业应用开发中.NET EF常用哪种模式?
企业应用开发中.NET EF常用哪种模式?
|
3月前
|
设计模式 数据库连接 数据库
发挥设计模式单例模式的力量:从技术到社会的转变
发挥设计模式单例模式的力量:从技术到社会的转变
|
4月前
|
SQL 开发框架 数据可视化
企业应用开发中.NET EF常用哪种模式?
企业应用开发中.NET EF常用哪种模式?
|
20天前
|
设计模式 安全 Java
【分布式技术专题】「Tomcat技术专题」 探索Tomcat技术架构设计模式的奥秘(Server和Service组件原理分析)
【分布式技术专题】「Tomcat技术专题」 探索Tomcat技术架构设计模式的奥秘(Server和Service组件原理分析)
23 0
|
7月前
|
设计模式 测试技术 iOS开发
带你读《2022技术人的百宝黑皮书》——淘宝iOS扫一扫架构升级 - 设计模式的应用(1)
带你读《2022技术人的百宝黑皮书》——淘宝iOS扫一扫架构升级 - 设计模式的应用(1)
232 0
|
6月前
|
设计模式 存储 安全
【设计模式——学习笔记】23种设计模式——单例模式Singleton(原理讲解+应用场景介绍+案例介绍+Java代码实现)
【设计模式——学习笔记】23种设计模式——单例模式Singleton(原理讲解+应用场景介绍+案例介绍+Java代码实现)
24 0
|
3月前
|
设计模式 缓存 安全
设计模式 - 创建型模式_ 单例模式 Singleton Pattern
设计模式 - 创建型模式_ 单例模式 Singleton Pattern
39 0
|
4天前
|
设计模式 存储 Java
Java设计模式:解释一下单例模式(Singleton Pattern)。
`Singleton Pattern`是Java中的创建型设计模式,确保类只有一个实例并提供全局访问点。它通过私有化构造函数,用静态方法返回唯一的实例。类内静态变量存储此实例,对外仅通过静态方法访问。
12 1
|
7天前
|
数据采集 C# 数据安全/隐私保护
掌握 C# 爬虫技术:使用 HttpClient 获取今日头条内容
本文介绍了如何使用C#的HttpClient与爬虫代理IP技术抓取今日头条内容,以实现高效的数据采集。通过结合亿牛云爬虫代理,可以绕过IP限制,增强匿名性。文中提供了一个代码示例,展示如何设置代理服务器信息、请求头,并用正则表达式提取热点新闻标题。利用多线程技术,能提升爬虫采集效率,为市场分析等应用提供支持。
掌握 C# 爬虫技术:使用 HttpClient 获取今日头条内容
|
1月前
|
存储 开发框架 安全
C# .NET面试系列二:面向对象
<h2>面向对象 #### 1. 什么是构造函数? 构造函数(Constructor)是一种特殊类型的方法,它在创建类的实例(对象)时被调用,用于初始化对象的状态。构造函数的名称必须与包含它的类的名称相同,并且没有返回类型。 主要特点和用途包括: 初始化对象: ```c# 构造函数主要用于初始化类的实例。当使用 new 关键字创建类的对象时,构造函数会被调用,确保对象在使用之前处于一个合适的状态。 ``` 与类同名: ``` 构造函数的名称必须与包含它的类的名称完全相同。 ``` 没有返回类型: ```c# 构造函数没有返回类型,甚至不能声明 void。它的目的是初始化对象
48 0