热门标签 | HotTags
当前位置:  开发笔记 > 运维 > 正文

举例讲解C#编程中对设计模式中的单例模式的运用

这篇文章主要介绍了C#编程中对设计模式中的单例模式的运用,单例模式在.NET框架的相关开发中也被经常用到,需要的朋友可以参考下

单例模式的介绍
说到单例模式,大家第一反应应该就是——什么是单例模式?,从“单例”字面意思上理解为——一个类只有一个实例,所以单例模式也就是保证一个类只有一个实例的一种实现方法罢了,下面给出单例模式的一个官方定义:确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。为了帮助大家更好地理解单例模式,大家可以结合下面的类图来进行理解,以及后面也会剖析单例模式的实现思路:

2016217115542448.png (813×515)

为什么会有单例模式
看完单例模式的介绍,自然大家都会有这样一个疑问——为什么要有单例模式的?它在什么情况下使用的?从单例模式的定义中我们可以看出——单例模式的使用自然是当我们的系统中某个对象只需要一个实例的情况,例如:操作系统中只能有一个任务管理器,操作文件时,同一时间内只允许一个实例对其操作等,既然现实生活中有这样的应用场景,自然在软件设计领域必须有这样的解决方案了(因为软件设计也是现实生活中的抽象),所以也就有了单例模式了。

剖析单例模式的实现思路
了解完了一些关于单例模式的基本概念之后,下面就为大家剖析单例模式的实现思路的,因为在我自己学习单例模式的时候,咋一看单例模式的实现代码确实很简单,也很容易看懂,但是我还是觉得它很陌生(这个可能是看的少的,或者自己在写代码中也用的少的缘故),而且心里总会这样一个疑问——为什么前人会这样去实现单例模式的呢?他们是如何思考的呢?后面经过自己的琢磨也就慢慢理清楚单例模式的实现思路了,并且此时也不再觉得单例模式模式的,下面就分享我的一个剖析过程的:

我们从单例模式的概念(确保一个类只有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点)入手,可以把概念进行拆分为两部分:(1)确保一个类只有一个实例;(2)提供一个访问它的全局访问点;下面通过采用两人对话的方式来帮助大家更快掌握分析思路:

菜鸟:怎样确保一个类只有一个实例了?

老鸟:那就让我帮你分析下,你创建类的实例会想到用什么方式来创建的呢?

新手:用new关键字啊,只要new下就创建了该类的一个实例了,之后就可以使用该类的一些属性和实例方法了

老鸟:那你想过为什么可以使用new关键字来创建类的实例吗?

菜鸟:这个还有条件的吗?........., 哦,我想起来了,如果类定义私有的构造函数就不能在外界通过new创建实例了(注:有些初学者就会问,有时候我并没有在类中定义构造函数为什么也可以使用new来创建对象,那是因为编译器在背后做了手脚了,当编译器看到我们类中没有定义构造函数,此时编译器会帮我们生成一个公有的无参构造函数)

老鸟:不错,回答的很对,这样你的疑惑就得到解答了啊

菜鸟:那我要在哪里创建类的实例了?

老鸟:你傻啊,当然是在类里面创建了(注:这样定义私有构造函数就是上面的一个思考过程的,要创建实例,自然就要有一个变量来保存该实例把,所以就有了私有变量的声明,但是实现中是定义静态私有变量,朋友们有没有想过——这里为什么定义为静态的呢?对于这个疑问的解释为:每个线程都有自己的线程栈,定义为静态主要是为了在多线程确保类有一个实例)

菜鸟:哦,现在完全明白了,但是我还有另一个疑问——现在类实例创建在类内部,那外界如何获得该的一个实例来使用它了?

老鸟:这个,你可以定义一个公有方法或者属性来把该类的实例公开出去了(注:这样就有了公有方法的定义了,该方法就是提供方法问类的全局访问点)

通过上面的分析,相信大家也就很容易写出单例模式的实现代码了,下面就看看具体的实现代码(看完之后你会惊讶道:真是这样的!):

下面是Singleton.cs的内容:

using System; 
using System.Collections; 
using System.Collections.Generic; 
  
  
public class Singleton : MonoBehaviour 
{ 
  private static GameObject m_COntainer= null; 
  private static string m_Name = "Singleton"; 
  private static Dictionary m_SingletOnMap= new Dictionary(); 
  private static bool m_IsDestroying = false; 
    
  public static bool IsDestroying 
  { 
    get { return m_IsDestroying; } 
  } 
    
  public static bool IsCreatedInstance(string Name) 
  { 
    if(m_COntainer== null) 
    { 
      return false; 
    } 
    if (m_SingletonMap!=null && m_SingletonMap.ContainsKey(Name))  
    { 
      return true; 
    } 
    return false; 
      
  } 
  public static object getInstance (string Name) 
  { 
    if(m_COntainer== null) 
    { 
      Debug.Log("Create Singleton."); 
      m_COntainer= new GameObject (); 
      m_Container.name = m_Name;   
      m_Container.AddComponent (typeof(Singleton)); 
    } 
    if (!m_SingletonMap.ContainsKey(Name)) { 
      if(System.Type.GetType(Name) != null) 
      { 
        m_SingletonMap.Add(Name, m_Container.AddComponent (System.Type.GetType(Name))); 
      } 
      else 
      { 
        Debug.LogWarning("Singleton Type ERROR! (" + Name + ")"); 
      } 
    } 
    return m_SingletonMap[Name]; 
  }   
    
  public void RemoveInstance(string Name) 
  { 
    if (m_Container != null && m_SingletonMap.ContainsKey(Name)) 
    { 
      UnityEngine.Object.Destroy((UnityEngine.Object)(m_SingletonMap[Name])); 
      m_SingletonMap.Remove(Name); 
        
      Debug.LogWarning("Singleton REMOVE! (" + Name + ")"); 
    } 
  } 
  
  void Awake () 
  { 
    Debug.Log("Awake Singleton."); 
    DontDestroyOnLoad (gameObject); 
  } 
    
  void Start() 
  { 
    Debug.Log("Start Singleton."); 
  }   
    
  void Update() 
  { 
  } 
    
  void OnApplicationQuit() 
  { 
    Debug.Log("Destroy Singleton"); 
    if(m_Container != null) 
    { 
      GameObject.Destroy(m_Container); 
      m_COntainer= null; 
      m_IsDestroying = true; 
    }       
  } 
    
}

代码大部分都比较容易看懂,下面介绍几点注意的地方:
当我们在其他代码里需要访问某个单例时,只需调用getInstance函数即可,参数是需要访问的脚本的名字。我们来看一下这个函数。它首先判断所有单例所在的容器m_Container是否为空(实际上就是场景中是否存在一个Gameobject,上面捆绑了一个Singleton脚本),如果为空,它将自动创建一个对象,然后以“Singleton”命名,再捆绑Singleton脚本。m_SingletonMap是负责维护所有单例的映射。当第一次访问某个单例时,它会自动向m_Container上添加一个该单例类型的Component,并保存在单例映射中,再返回这个单例。因此,我们可以看出,单例的创建完全都是自动的,你完全不需要考虑在哪里、在什么时候捆绑脚本,这是多么令人高兴得事情!
在Awake函数中,有一句代码DontDestroyOnLoad (gameObject);,这是非常重要的,这句话意味着,当我们的场景发生变化时,单例模式将不受任何影响。除此之外,我们还要注意到,这句话也必须放到Awake函数,而不能放到Start函数中,这是由两个函数的执行顺序决定的,如果反过来,便可能会造成访问单例不成功,下面的例子里会更详细的介绍;
在OnApplicationQuit函数中,我们将销毁单例模式。
最后一点很重要:一定不要在OnDestroy函数中直接访问单例模式!这样很有可能会造成单例无法销毁。这是因为,当程序退出准备销毁单例模式时,我们在其他脚本的OnDestroy函数中再次请求访问它,这样将重新构造一个新的单例而不会被销毁(因为之前已经销毁过一次了)。如果一定要访问的话,一定要先调用IsCreatedInstance,判断该单例是否存在。

.NET实现单例模式的类
理解完了单例模式之后,菜鸟又接着问了:.NET FrameWork类库中有没有单例模式的实现呢?

经过查看,.NET类库中确实存在单例模式的实现类,不过该类不是公开的,下面就具体看看该类的一个实现的(该类具体存在于System.dll程序集,命名空间为System,大家可以用反射工具Reflector去查看源码的):

// 该类不是一个公开类
  // 但是该类的实现应用了单例模式
  internal sealed class SR
  {
    private static SR loader;
    internal SR()
    {
    }
    // 主要是因为该类不是公有,所以这个全部访问点也定义为私有的了
    // 但是思想还是用到了单例模式的思想的
    private static SR GetLoader()
    {
      if (loader == null)
      {
        SR sr = new SR();
        Interlocked.CompareExchange(ref loader, sr, null);
      }
      return loader;
    }
    // 这个公有方法中调用了GetLoader方法的
    public static object GetObject(string name)
    {
      SR loader = GetLoader();
      if (loader == null)
      {
        return null;
      }
      return loader.resources.GetObject(name, Culture);
    }
  }

总结
到这里,设计模式的单例模式就介绍完了,希望通过本文章大家可以对单例模式有一个更深的理解,并且希望之前没接触过单例模式或觉得单例模式陌生的朋友看完之后会惊叹:原来如此!


推荐阅读
  • Spring容器获取Bean和创建Bean都会调用getBean()方法getBean()--doGetBean()1.transformedBeanName(name);获取b ... [详细]
  • 把Bean注入到IOC容器里面的方式有7种方式:使用xml的方式来声明Bean的定义,Spring容器在启动的时候会加载并解析这个xml, ... [详细]
  • docker整体了解
    Docker是一个基于LXC技术构建的容器引擎,基于Go语言开发,遵循Apache2.0协议开源Docker是一个开源的应用容器引擎,让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移 ... [详细]
  • 零入门kubernetes网络实战15>基于golang编程实现给ns网络命名空间添加额外的网卡
    《零入门kubernetes网络实战》视频专栏地址https:www.ixigua.com7193641905282875942本篇文章视频地址(稍后上传)本篇文章主要是想通过g ... [详细]
  • DDD在微服务架构中落地应用
    1DDDDomainDrivenDesign(领域驱动设计,DDD),不是一种架构,而是一种架构方法论,是一种拆解业务、划分业务、确定业 ... [详细]
  • 1、对于List而言,要不然就使用迭代器,要不然就从后往前删除,从前往后删除会出现角标越界。因为我List有两个remove方法,一个是int作为形参(删除指定位置的元素),一个是 ... [详细]
  • 《ASP.NET MVC 4 实战》 1.3  ASP.NET MVC 3/4的新特性
    本节书摘来自异步社区《ASP.NETMVC4实战》一书中的第1章,第1.3节,作者:【美】JeffreyPalermo,【美】JimmyB ... [详细]
  • SpringMVC启动流程——DispatcherServlet由于DispatcherServlet本身就是一个Servlet,它的本质上是一个Servlet,只是子类不断的对H ... [详细]
  • springioc_SpringIOC和DI
    篇首语:本文由编程笔记#小编为大家整理,主要介绍了SpringIOC和DI相关的知识,希望对你有一定的参考价值。1.Spring的概 ... [详细]
  • 在JAVA中专门设计了一组类,他们实现了各种各样的数据存储,这种专门用来存储其他对象的类,被称为容器类,这组类和接口的设计结构也被称为集合框架(CollectionFramework)。JAVA集 ... [详细]
  • 记录工作和学习中遇到和使用过的Python库。Target四个Level整理Collect学习Learn练习Practice掌握Master1.Python原生和功能增强1.1py ... [详细]
  • YApi开启LDAP
    编辑配置文件:viapiconfig.json添加ldapLogin:ldapLogin:{enable:true,server:l ... [详细]
  • 变量 006
    为什么80%的码农都做不了架构师?变量是存储信息的容器。实例varx2;vary3;varzxy;就像代数那样x2y3zxy在代数中,我们 ... [详细]
  • 1.Python1.数据类型1.数字整形:int浮点型:float复数型:complex布尔型:bool2.字符串字符串:String3.与 ... [详细]
  • Swoole是针对PHP的生产级异步编程框架。它是一种用纯C语言编写的PHP扩展,它使PHP开发人员能够在PHP中编写高性能,可扩展的并发TCP ... [详细]
author-avatar
aRuis
这个家伙很懒,什么也没留下!
PHP1.CN | 中国最专业的PHP中文社区 | DevBox开发工具箱 | json解析格式化 |PHP资讯 | PHP教程 | 数据库技术 | 服务器技术 | 前端开发技术 | PHP框架 | 开发工具 | 在线工具
Copyright © 1998 - 2020 PHP1.CN. All Rights Reserved | 京公网安备 11010802041100号 | 京ICP备19059560号-4 | PHP1.CN 第一PHP社区 版权所有