C#单例模式与多线程用法介绍

一、单例模式

我们先来看看两种创建单例模式的示例代码。

1、饿汉式

 饿汉式创建单例模式是在程序里面直接初始化了一个对象实例：

class Good
{
   /// <summary>
   /// 私有的静态变量，直接初始化
   /// </summary>
   private static Good Instance = new Good();

/// <summary>
   /// 私有的构造函数
   /// </summary>
   private Good()
   {

}

/// <summary>
   /// 获取静态实例的静态方法
   /// </summary>
   /// <returns></returns>
   public static Good GetInstance()
   {
       return Instance;
   }
}

2、懒汉式

上面使用饿汉式创建单例模式有一个缺点：如果程序不使用也会创建一个实例，这样也会占用一部分内存。有时候需要真正第一次用到的时候才去创建实例，这时候就需要使用懒汉式创建单例模式。

class Good
{
   /// <summary>
   /// 私有的静态变量
   /// </summary>
   private static Good Instance = null;

/// <summary>
   /// 私有的构造函数
   /// </summary>
   private Good()
   {

}

/// <summary>
   /// 获取静态实例的静态方法
   /// </summary>
   /// <returns></returns>
   public static Good GetInstance()
   {
       if(Instance==null)
       {
           Instance = new Good();
       }
       return Instance;
   }
}

二、单例模式和多线程

上面两种创建单例模式的方法，在单线程使用的时候都没有问题，饿汉式创建的单例模式在多线程使用时也没有问题，懒汉式方式创建的单例模式在多线程下就有问题了。那么该如何解决呢？

可以在GetInstance方法上面添加[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]标注，标注为同步方法。也可以使用lock关键字，我们看看一下如何使用lock关键字：

class Good
   {
       /// <summary>
       /// 私有的静态变量
       /// </summary>
       private static Good Instance = null;
       private static object locker = new object();
       /// <summary>
       /// 私有的构造函数
       /// </summary>
       private Good()
       {

}

/// <summary>
       /// 获取静态实例的静态方法
       /// </summary>
       /// <returns></returns>
       public static Good GetInstance()
       {
           // 使用lock
           lock(locker)
           {
               if (Instance == null)
               {
                   Instance = new Good();
               }
               return Instance;
           }
       }
   }

使用了lock关键字在多线程环境下就可以保证单例了。但是这样修改代码还是有问题，其实只有Instance为null的时候的那次加锁才是有意义的，以后的调用，每个线程都要锁定locker，就会造成性能下降。可以使用双重检查（double-check）解决性能问题。我们对上面的代码进行如下的改造；

class Good
{
   /// <summary>
   /// 私有的静态变量
   /// </summary>
   private static Good Instance = null;
   private static object locker = new object();
   /// <summary>
   /// 私有的构造函数
   /// </summary>
   private Good()
   {

}

/// <summary>
   /// 获取静态实例的静态方法
   /// </summary>
   /// <returns></returns>
   public static Good GetInstance()
   {
       // 先检查Instance变量是否为null
       if(Instance == null)
       {
           // 使用lock
           lock (locker)
           {
               if (Instance == null)
               {
                   Instance = new Good();
               }                  
           }
       }
       return Instance;
   }
}

这样只有第一次初始化的时候才会加锁，以后在访问的时候，Instance变量已经不为null了，就直接返回Instance变量了。

来源：https://www.cnblogs.com/dotnet261010/p/12335702.html