C#——单例模式（包括一个数据库例子）
publicclassSingleton{privatestaticSingleton_instance;privatestaticreadonlyobjectlockernewobject();privateSingleton(){}publicstaticSingletonGetInstance(){// 当第一个线程运行到这里时此时会对locker对象 加锁// 当第二个线程运行该方法时首先检测到locker对象为加锁状态该线程就会挂起等待第一个线程解锁// lock语句运行完之后即线程运行完之后会对该对象解锁//双重锁定if(_instancenull){lock(locker){// 如果类的实例不存在则创建否则直接返回if(_instancenull){_instancenewSingleton();}}}return_instance;}publicvoidDoBusiness(){Console.WriteLine(单例对象执行业务逻辑);}publicvoidShowInfo(stringmessage){Console.WriteLine($单例对象接收消息{message});}}调用internalclassSingleTest{publicvoidDemoMethod(){SingletonscSingleton.GetInstance();sc.DoBusiness();}// 多线程调用示例publicvoidMultiThreadDemo(){// 线程1Task.Run((){SingletonscSingleton.GetInstance();sc.ShowInfo(线程1的消息);});// 线程2Task.Run((){SingletonscSingleton.GetInstance();sc.ShowInfo(线程2的消息);});}//运行后会发现即使两个线程同时调用也只会创建一个单例实例。}解释// 1. 私有静态变量用于存储Singleton的唯一实例初始值为nullprivatestaticSingleton_instance;// 2. 私有静态只读锁对象用于多线程环境下的同步锁保证线程安全privatestaticreadonlyobjectlockernewobject();**_instance**这是单例的 “容器”整个程序中只有一个这个静态变量所以能存储唯一的实例。初始值为null表示实例还未创建。locker这是一个 “锁标记”用于多线程时的互斥访问。readonly修饰保证这个锁对象不会被篡改是线程同步的关键。private Singleton() { }能禁止外部用new创建实例核心原因是C# 的访问修饰符规则限制了private构造函数的调用范围 —— 它只能在类的内部被访问外部代码完全没有权限调用这个构造函数。当用new 类名()创建实例时C# 编译器会自动调用这个类 的构造函数来完成对象的初始化。构造函数是创建实例的 “必经之路”没有调用构造函数就无法创建类的实例。publicstaticSingletonGetInstance(){// 第一次检查快速判断实例是否已存在无锁提升性能if(_instancenull){// 加锁保证同一时间只有一个线程能进入这个代码块lock(locker){// 第二次检查在锁内再次判断实例是否已存在防止多线程重复创建if(_instancenull){// 创建唯一的实例_instancenewSingleton();}}}// 返回唯一实例return_instance;}这部分是整个单例模式的核心也是 “双重检查锁定” 的关键我们拆成三步理解1第一次检查外层if (_instance null)提升性能如果实例已经创建_instance ! null直接返回实例不需要加锁。这是性能优化的关键 —— 因为大部分情况下实例已经存在加锁是耗时操作这一步能避免不必要的锁开销。只有实例还未创建时_instance null才会进入加锁逻辑。2lock (locker)保证线程互斥当多个线程同时走到这一步时lock语句会让第一个线程获取locker的锁其他线程会被挂起等待直到第一个线程释放锁。这就保证了同一时间只有一个线程能进入锁内的代码块避免了多线程同时创建实例的问题。3第二次检查内层if (_instance null)防止重复创建这是最容易被忽略但最关键的一步举个例子线程 A 和线程 B 同时走到外层if发现_instance null线程 A 先获取锁进入锁内此时内层if发现_instance null创建实例线程 A 释放锁后线程 B 获取锁进入锁内 —— 如果没有内层if线程 B 会再次创建实例破坏单例有了内层if线程 B 会发现_instance已经不为null直接跳过创建步骤保证实例唯一。————————————————版权声明本文为CSDN博主「Smooth·Sailing」的原创文章遵循CC 4.0 BY-SA版权协议转载请附上原文出处链接及本声明。原文链接https://blog.csdn.net/m0_74748236/article/details/155983588另一个例子数据库读取/// summary/// 单例模式获取实例/// /summarypublicstaticDatabaseManagerInstance{get{if(_instancenull){lock(_lock){_instance??newDatabaseManager();}}return_instance;}}privateDatabaseManager(){// 数据库文件存放在程序目录下的 Data 文件夹stringdataDirPath.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory,Data);if(!Directory.Exists(dataDir)){Directory.CreateDirectory(dataDir);}DatabasePathPath.Combine(dataDir,HydrothermalData.db);_connectionString$Data Source{DatabasePath};;InitializeDatabase();}/// summary/// 获取数据库连接/// /summarypublicSqliteConnectionGetConnection(){returnnewSqliteConnection(_connectionString);}外部调用方法using(varconnectionDatabaseManager.Instance.GetConnection()){connection.Open();varcmdnewMicrosoft.Data.Sqlite.SqliteCommand(DELETE FROM RealTimeData WHERE Timestamp CutoffDate,connection);cmd.Parameters.AddWithValue(CutoffDate,cutoffDate);deletedCountcmd.ExecuteNonQuery();connection.Close();}
)
