C#單例模式的用途

soliang發表於2024-06-07
C#單例模式

單例模式是一種常用的設計模式，在C#中同樣適用。單例模式確保一個類只有一個例項，並提供一個全域性訪問點來獲取這個例項。以下是單例模式的一些主要用途：

  1. 控制資源使用：當某個類的物件需要頻繁建立和銷燬時，使用單例模式可以減少資源消耗，比如資料庫連線池。

  2. 全域性狀態管理：當需要在應用程式的多個部分之間共享狀態時，單例模式可以提供一種集中管理狀態的方式。

  3. 配置管理：應用程式可能需要一個配置管理器，用於儲存和訪問配置資訊，單例模式可以確保配置資訊的一致性。

  4. 日誌記錄：日誌記錄器通常需要全域性訪問，以便在應用程式的任何地方記錄資訊，單例模式可以確保日誌記錄器的全域性唯一性。

  5. 執行緒安全：在多執行緒環境中，單例模式可以確保類例項的執行緒安全，避免多個執行緒同時建立多個例項。

  6. 避免重複例項化：如果例項化一個物件需要消耗大量資源（如I/O操作、記憶體佔用等），單例模式可以避免重複建立物件。

  7. 依賴注入：在依賴注入框架中，單例模式可以確保依賴項在整個應用程式生命週期內只被建立一次。

  8. 效能最佳化：對於效能敏感的應用，單例模式可以減少物件建立的開銷，提高程式的執行效率。

單例模式的實現通常涉及將建構函式設為私有，以防止外部透過new關鍵字建立新例項，並透過一個靜態方法或屬性來提供全域性訪問點。在C#中，可以透過靜態建構函式、靜態屬性或者鎖機制來實現執行緒安全的單例模式。

在C#中實現單例模式的一個常見方法是使用靜態屬性來控制例項的建立。以下是一個簡單的單例模式示例：例模式，例如使用靜態初始化或使用 Lazy<T> 類。

 1 public class Singleton
 2 {
 3     // 私有靜態欄位，用於儲存類的唯一例項
 4     private static Singleton _instance;
 5 
 6     // 私有建構函式，防止外部透過new關鍵字建立例項
 7     private Singleton()
 8     {
 9     }
10 
11     // 公共靜態屬性，用於獲取類的唯一例項
12     public static Singleton Instance
13     {
14         get
15         {
16             // 執行緒安全檢查，確保只建立一次例項
17             if (_instance == null)
18             {
19                 // 使用lock防止多執行緒環境下的競態條件
20                 lock (typeof(Singleton))
21                 {
22                     // 再次檢查_instance，確保即使多個執行緒透過了第一個檢查，也只有一個例項被建立
23                     if (_instance == null)
24                     {
25                         _instance = new Singleton();
26                     }
27                 }
28             }
29             return _instance;
30         }
31     }
32 
33     // 類的其他方法和屬性
34     public void DoSomething()
35     {
36         Console.WriteLine("Doing something...");
37     }
38 }

相關文章