C#怎么实现单例模式 C#设计模式之单例实现方法

煙雲
发布: 2025-12-14 08:07:50
原创
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推荐使用Lazy实现单例模式,线程安全且支持延迟初始化;其次可选静态构造函数方式(非延迟);DCL仅用于旧框架兼容。需注意避免滥用、优先考虑DI容器替代。

c#怎么实现单例模式 c#设计模式之单例实现方法

在C#中实现单例模式,核心是确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点。最常用、最推荐的是静态构造函数 + 私有静态只读字段方式(线程安全、简洁、延迟初始化),.NET 4+ 也常用 Lazy<t></t> 实现。

懒加载 + Lazy(推荐,线程安全且简洁)

利用 .NET 内置的 Lazy<t></t> 类,天然支持线程安全的延迟初始化,代码清晰易懂:

  • 声明私有静态只读 Lazy<singleton></singleton> 字段
  • 通过属性暴露唯一实例(Value 触发首次创建)
  • 构造函数设为 private,防止外部 new
示例:
public sealed class Singleton
{
    private static readonly Lazy<Singleton> _instance = new Lazy<Singleton>(() => new Singleton());
<pre class="brush:php;toolbar:false;">public static Singleton Instance => _instance.Value;

private Singleton() { } // 禁止外部实例化
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}

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静态构造函数方式(线程安全,但非延迟加载

利用 C# 静态构造函数的线程安全特性自动初始化,但会在第一次访问该类型时就创建实例(可能早于实际需要):

  • 私有静态字段直接 new 实例
  • 静态构造函数可省略(若无需额外逻辑),或显式定义以强调初始化时机
  • 同样需 private 构造函数
示例:
public sealed class Singleton
{
    private static readonly Singleton _instance = new Singleton();
<pre class="brush:php;toolbar:false;">static Singleton() { } // 可选:确保类型初始化时执行

public static Singleton Instance => _instance;

private Singleton() { }
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}

双重检查锁定(DCL)——兼容旧框架,但不推荐新项目

适用于需严格控制初始化时机且不能用 Lazy<t></t> 的场景(如 .NET Framework 3.5),但代码较复杂,易出错:

  • volatile 修饰实例字段,防止指令重排
  • 两次判空 + lock,保证仅一次初始化
  • 注意 lock 对象必须是私有静态对象,不可用 this 或类型本身
示例(仅作了解):
public sealed class Singleton
{
    private static volatile Singleton _instance;
    private static readonly object _lock = new object();
<pre class="brush:php;toolbar:false;">public static Singleton Instance
{
    get
    {
        if (_instance == null)
        {
            lock (_lock)
            {
                if (_instance == null)
                    _instance = new Singleton();
            }
        }
        return _instance;
    }
}

private Singleton() { }
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}

注意事项与建议

单例不是万能的,使用前请确认是否真有必要:

  • 避免滥用:频繁依赖单例会增加耦合,不利于单元测试和依赖注入
  • 考虑替代方案:现代 C# 项目更推荐用 DI 容器(如 Microsoft.Extensions.DependencyInjection)注册为 Singleton 生命周期
  • 序列化/反序列化时需处理:若支持序列化,应实现 IDeserializationCallback 或标记 [Serializable] 并重写 GetObjectData
  • 继承限制:单例类通常应为 sealed,防止子类破坏唯一性

基本上就这些。对绝大多数 C# 新项目,用 Lazy<t></t> 是最稳妥、干净的选择。

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