单例模式（Singleton）的6种实现_swift单例资源-CSDN文库

单例模式

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2014年5月8日单例模式（Singleton）的6种实现 - JK_Rush - 博客园

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单例模式（Singleton）的6种实现

1.1.1 摘要

在我们日常的工作中经常需要在应用程序中保持一个唯一的实例，如：IO处理，数

据库操作等，由于这些对象都要占用重要的系统资源，所以我们必须限制这些实例的创

建或始终使用一个公用的实例，这就是我们今天要介绍的——单例模式

（Singleton）。

使用频率高

单件模式（Singleton）：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访

问点。

1.1.2 正文

图1单例模式（Singleton）结构图

单例模式（Singleton）是几个创建模式中最对立的一个，它的主要特点不是根据

用户程序调用生成一个新的实例，而是控制某个类型的实例唯一性，通过上图我们知道

它包含的角色只有一个，就是Singleton，它拥有一个私有构造函数，这确保用户无法

通过new直接实例它。除此之外，该模式中包含一个静态私有成员变量instance与静态

公有方法Instance()。Instance()方法负责检验并实例化自己，然后存储在静态成员变

量中，以确保只有一个实例被创建。

图2单例模式（Singleton）逻辑模型

接下来我们将介绍6中不同的单例模式（Singleton）的实现方式。这些实现方式

都有以下的共同点：

1. 有一个私有的无参构造函数，这可以防止其他类实例化它，而且单例类

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黄钧航(JKhuang)，职业攻城师。

有幸从事挨踢职业，从此踏上了学

海无涯这条不归路。曾热衷于

ACM，故钟情于数据结构与算法，

工作后由于面临系统性能瓶颈问

题，故学习前端和后端高性能，对

开源分布式系统和高性能实施方案

感兴趣，但个人水平一般固依然无

所获。相信天道酬勤，固孜孜不

倦，而且希望能够通过和大家交流

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座右铭：时间就像一阵风，风会吹

去浮沙，留下的是真正重要的东

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2014年5月8日 单例模式（Singleton）的6种实现 - JK_Rush - 博客园
http://www.cnblogs.com/rush/archive/2011/10/30/2229565.html 2/15
也不应该被继承，如果单例类允许继承那么每个子类都可以创建实例，
这就违背了Singleton模式“唯一实例”的初衷。
2.  单例类被定义为sealed,就像前面提到的该类不应该被继承，所以为了保
险起见可以把该类定义成不允许派生，但没有要求一定要这样定义。
3.  一个静态的变量用来保存单实例的引用。
4.  一个公有的静态方法用来获取单实例的引用，如果实例为null即创建一
个。
 
版本一线程不安全
 
/// <summary>
/// A simple singleton class implements.
/// </summary>
public sealed class Singleton
{
    private static Singleton _instance = null;
    /// <summary>
    /// Prevents a default instance of the 
    /// <see cref="Singleton"/> class from being created.
    /// </summary>
    private Singleton()
    {
    }
    /// <summary>
    /// Gets the instance.
    /// </summary>
    public static Singleton Instance
    {
        get { return _instance ?? (_instance = new Singleton()); }
    }
}
      以上的实现方式适用于单线程环境，因为在多线程的环境下有可能得到Singleton
类的多个实例。假如同时有两个线程去判断
（null == _singleton），并且得到的结果为真，那么两个线程都会创建类Singleton
的实例，这样就违背了Singleton模式“唯一实例”的初衷。
 
版本二线程安全
 
/// <summary>
/// A thread-safe singleton class.
/// </summary>
public sealed class Singleton
{
    private static Singleton _instance = null;
    private static readonly object SynObject = new object();
    Singleton()
    {
    }
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2014年5月8日 单例模式（Singleton）的6种实现 - JK_Rush - 博客园
http://www.cnblogs.com/rush/archive/2011/10/30/2229565.html 3/15
    /// <summary>
    /// Gets the instance.
    /// </summary>
    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            // Syn operation.
            lock (SynObject)
            {
                return _instance ?? (_instance = new Singleton());
            }
        }
    }
}
 
        以上方式的实现方式是线程安全的，首先我们创建了一个静态只读的进程辅助对
象，由于lock是确保当一个线程位于代码的临界区时，另一个线程不能进入临界区（同
步操作）。如果其他线程试图进入锁定的代码，则它将一直等待，直到该对象被释放。
从而确保在多线程下不会创建多个对象实例了。只是这种实现方式要进行同步操作，这
将是影响系统性能的瓶颈和增加了额外的开销。
 
Double-Checked Locking
       前面讲到的线程安全的实现方式的问题是要进行同步操作，那么我们是否可以降低
通过操作的次数呢？其实我们只需在同步操作之前，添加判断该实例是否为null就可以
降低通过操作的次数了，这样是经典的Double-Checked Locking方法。
 
/// <summary>
/// Double-Checked Locking implements a thread-safe singleton class
/// </summary>
public sealed class Singleton
{
    private static Singleton _instance = null;
    // Creates an syn object.
    private static readonly object SynObject = new object();
    Singleton()
    {
    }
    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            // Double-Checked Locking
            if (null == _instance)
            {
                lock (SynObject)
                {
                    if (null == _instance)
                    {
                        _instance = new Singleton();
                    }
                }
            }
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