单例模式的线程安全性

2019-04-28  本文已影响0人  Tiny荣

普通的单例模式是线程不安全的,验证方法如下:

```

sealed class Singleton1

    {

        private Singleton1()

        {

        }

        private static Singleton1 instance = null;

        public static Singleton1 Instance

        {

            get

            {

                if (instance == null)

                {

                    Console.WriteLine("Cup");

                    instance = new Singleton1();

                }

                return instance;

            }

        }

    }

class Program

    {

        static void Main(string[] args)

        {

            Singleton1 st1 = null;

            Singleton1 st2 = null;

            while (true)

            {

                Thread t1 = new Thread(() =>

                {

                    st1 = Singleton1.Instance;

                });

                Thread t2 = new Thread(() =>

                {

                    st2 = Singleton1.Instance;

                });

                t1.Start();

                t2.Start();

                Thread.Sleep(100);

            }

        }

    }

```

如上所示,打印的结果有很大概率出现两次"Cup",说明两个线程都创建了新的对象,单例被打破了。

改进方式:加锁

```

sealed class Singleton1

    {

        private Singleton1()

        {

        }

        private static readonly object syncObj = new object();

        private static Singleton1 instance = null;

        public static Singleton1 Instance

        {

            get

            {

                lock (syncObj)

                {

                    if (instance == null)

                    {

                        Console.WriteLine("Cup");

                        instance = new Singleton1();

                    }

                }

                return instance;

            }

        }

        public void Clear()

        {

            instance = null;

        }

    }

```

运行结果只有一个"Cup",程序在进入代码段时首先判断有没有加锁,如果没有就加锁,另一个线程判断代码已经有锁了,就直接返回,从而保证了单例的唯一性。

缺点:判断锁状态和尝试加锁操作比较消耗性能

改进:锁前判断:

```

public static Singleton1 Instance

        {

            get

            {

                if (instance == null)

                {

                    lock (syncObj)

                    {

                        if (instance == null)

                        {

                            Console.WriteLine("Cup");

                            instance = new Singleton1();

                        }

                    }

                }

                return instance;

            }

        }

```

如此,就只有第一次试图创建实例时要加锁

有没有不用锁的办法呢,也有:

```

sealed class Singleton1

    {

        private Singleton1()

        {

        }

        private static Singleton1 instance = new Singleton1();

        public static Singleton1 Instance

        {

            get

            {

                if (instance != null)

                {

                    return instance;

                }

                else

                {

                    return null;

                }

            }

        }

    }

```

C#在调用静态构造函数时初始化静态变量,运行时能够确保只调用一次静态构造函数。但这种机制不确定在其他语言中也存在

如果局限于C#中,还有更优化的方法:

```

sealed class Singleton1

    {

        private Singleton1()

        {

        }

        public static Singleton1 Instance

        {

            get

            {

                return Nested.instance;

            }

        }

        class Nested

        {

            static Nested()

            {

            }

            internal static readonly Singleton1 instance = new Singleton1();

        }

    }

```

将创建实例的时机局限在获取Instance时。

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