.NET中的设计模式 - 单件模式

　2010-10-29 08:06:13　来源：WEB开发网　　　

核心提示： 如众所知,单件模式做为<Gof 23中设计模式>之一,其意图仅允许单件类的一个实例存在(扩展单件模式不在此文范围内),并提供全局的访问方法.UML类图如下.http://csharpindepth.com/Articles/General/Singleton.aspx一文中列举了单件模式实现的5种方法,但

如众所知,单件模式做为<Gof 23中设计模式>之一,其意图仅允许单件类的一个实例存在(扩展单件模式不在此文范围内),并提供全局的访问方法.UML类图如下.

http://csharpindepth.com/Articles/General/Singleton.aspx一文中列举了单件模式实现的5种方法,但诸多文章中都或多或少的遗漏一些问题:如何保证线程安全,如何保证仅有一个实例存在,如何根据业务变化扩展.

下面以C#实现单件为例,对这些问题一一说明.

1.如何保证线程安全

在C#中可以使用static,readonly两个关键字保证单件的线程安全.static关键字修饰的静态成员在程序运行时由 .NET Framework 公共语言运行库 (CLR) 自动加载管理,这些成员是密封的,全局的,且不能被实例化。诸如此类的特点,让C#中的单件实现更加方便简洁.readonly关键字可用于保证对单件实例的引用在任何情况下不被修改.也因此与static一起保证单件的线程安全.

2.如何保证仅有一个实例存在

在C#中,static关键字保证了对单件实例的唯一引用,隐藏构造函数保证无法通过new构造对象.但这并不能保证单件实例的唯一性.如我们可以反序列化出一个单件类型的实例,也可以通过实现克隆接口克隆一个单件的实例.

因此我们要保证单件类型不能被序列化,不能被克隆,即不能为单件类型及扩展类型添加Serializable标签和实现克隆接口或方法.

3.如何扩展

除了在<Gof 23种设计模式>一书中提及对单件类型的扩展之外,很少有文章提到对单件类的继承扩展,甚至有的C#实现方式中直接将单件类前加上了sealed关键字来密封单件类.但是在实际项目中,业务需求的多变必然要求单件类能够被继承.Gof一书中提到了使用注册单件的方法实现单件类的继承.在C#中,我们可以使用继承类扩展单件类,使用反射来根据需求装载不同的单件子类型.

下面是具体的代码示例,示例中演示了C#中单件的一种实现方式和对单件类的继承.

　using　System;
　using　System.Collections.Generic;
　　using　System.Linq;
　　using　System.Text;
　using　System.Reflection;

　namespace　SingletonDemo
　{
　　　class　Program{
　　　　static　void　Main(string[]　args){
　　　　　　try{
　　　　　　　　Singleton　s1　=　Singleton.Instance;
　　　　　　　　　Console.WriteLine("This　is　{0}.",　s1.Name);
　　　　　　　　Singleton　sc　=　s1.Clone();
　　　　　　　　　Console.WriteLine("This　is　{0}.",　sc.Name);
　　　　　　　　　s1.Name　=　"小小";
　　　　　　　　　Console.WriteLine("This　is　{0}.",　s1.Name);
　　　　　　　　　Console.WriteLine("This　is　{0}.",　sc.Name);
　　　　　　　　　MySingleton　s2　=　MySingleton.Instance　as　MySingleton;
　　　　　　　　　Console.WriteLine("{0}　is　{1}　year　old.",　s2.Name,　s2.Age);
　　　　　　　}
　　　　　　　catch　(Exception　ex){
　　　　　　　　　Console.WriteLine("Error:{0}",ex.Message);
　　　　　　　}
　　　　　}
　　　}
　　　public　class　Singleton{
　　　　　public　string　Name　=　"倪大虾";
　　　　　//readonly可以保证线程安全
　　　　　static　readonly　Singleton　instance　=　Create();
　　　　　static　Singleton(){
　　　　}
　　　　protected　Singleton(){
　　　　　}　　　　
　　　　　public　static　Singleton　Instance{
　　　　　　　get{
　　　　　　　　　return　instance;
　　　　　　　}
　　　　　}
　　　　　private　static　Singleton　Create(){
　　　　　　　try{
　　　　　　　　　//从外部(注册表,配置文件...)导入
　　　　　　　　　string　typeName　=　"SingletonDemo.MySingleton";
　　　　　　　　　Type　t　=　Type.GetType(typeName);
　　　　　　　　　ConstructorInfo　ci　=　t.GetConstructor(new　Type[]{});
　　　　　　　　　return　(Singleton)ci.Invoke(null);
　　　　　　　}
　　　　　　　catch　(Exception　ex){
　　　　　　　　　throw　ex;
　　　　　　　}
　　　　　}
　　　　　/*//不能实现克隆方法
　　　　　public　Singleton　Clone(){
　　　　　　　return　new　Singleton();
　　　　　}*/
　　　}
　　　[Serializable]
　　　public　class　MySingleton:Singleton{
　　　　　public　int　Age　=　28;
　　　}
　}

Javascript乱弹设计模式系列(6) －单件模式(Singleton)

单件模式之土著人的可乐瓶