在上一篇譯文——《深入理解C#——在C#中實現單例模式》中，對在C#中實現單例模式進行了詳細闡述。我們在日常的開發中可以採用解決方案4或解決方案6來實現單例模式，但每個單例類都需要單獨實現。 我們再來看看使用單例模式的一些場景： ...
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前言
在上一篇譯文——《深入理解C#——在C#中實現單例模式》中，對在C#中實現單例模式進行了詳細闡述。我們在日常的開發中可以採用解決方案4或解決方案6來實現單例模式，但每個單例類都需要單獨實現。
我們再來看看使用單例模式的一些場景：
主要意圖：保證一個類僅有一個實例，並提供一個訪問它的全局訪問點。
主要解決：一個全局使用的類頻繁地創建與銷毀。
何時使用：當您想控制實例數目，節省系統資源的時候。
使用場景：
- 要求生產唯一序列號；
- WEB 中的計數器，不用每次刷新都在資料庫裡加一次，用單例先緩存起來；
- 創建的一個對象需要消耗的資源過多，比如 I/O 與資料庫的連接等；
- 全局配置文件訪問，單例類來保證數據唯一性；
- 日誌記錄幫助類，為節省資源，全局一個實例一般就夠了；
- 桌面應用常常要求只能打開一個程式實例或一個視窗。
單例基類
可以看到單例模式在程式開發中是非常常見的。既然我們會頻繁的使用單例模式，那麼有沒有什麼方式可以更方便的生產我們的單例。當然有，我們往下看。
對於沒有基類的一些類的單例模式實現，可以考慮繼承自單例基類。由單例基類派生的類必須是密封類，它確保您不能從這個單例類創建子類。單例的生產就由基類來完成，派生類只需要定義一個無參數的私有構造函數即可，它確保不能在外部創建此類的實例。通過調用繼承的實例屬性訪問類的單例實例和公共成員。
/// <summary>
/// 總括來說，為了使用單例基類創建單例類，您需要執行以下操作:
///
/// 1) 定義一個派生自SingletonBase [T]的密封類，其中T是您定義的類名。 它確保您不能從此單例類創建子類。
/// 2) 在類中定義一個無參數的私有構造函數。它確保不能在外部創建此類的實例。
/// 3) 通過調用Instance屬性來訪問類的單例實例和公共成員。
///
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
public abstract class SingletonBase<T> where T : class
{
#region Properties
/// <summary>
/// 獲取該類的單例實例。
/// </summary>
[SuppressMessage("Microsoft.Design", "CA1000:DoNotDeclareStaticMembersOnGenericTypes")]
public static T Instance => SingletonFactory.Instance;
#endregion
#region Constructors
#endregion
/// <summary>
/// 創建單例實例的單例類工廠。
/// </summary>
private class SingletonFactory
{
#region Fields
/// <summary>
/// 定義弱引用實例。
/// </summary>
private static WeakReference _instance;
#endregion
#region Properties
/// <summary>
/// 獲取實例。
/// </summary>
internal static T Instance
{
get
{
if (!(_instance?.Target is T comparer))
{
comparer = GetInstance();
_instance = new WeakReference(comparer);
}
return comparer;
}
}
#endregion
#region Constructors
/// <summary>
/// 防止編譯器生成預設構造函數。
/// </summary>
private SingletonFactory()
{
}
/// <summary>
/// 顯式靜態構造函數，告訴c#編譯器不要將類型標記為BeforeFieldInit。
/// </summary>
[SuppressMessage("Microsoft.Performance", "CA1810:InitializeReferenceTypeStaticFieldsInline")]
static SingletonFactory()
{
}
#endregion
#region Methods
/// <summary>
/// 獲取特定類型的實例。
/// </summary>
/// <returns>The <see cref="T"/></returns>
[SuppressMessage("Microsoft.Reliability", "CA2001:AvoidCallingProblematicMethods", MessageId =
"System.Type.InvokeMember")]
private static T GetInstance()
{
var theType = typeof(T);
T inst;
try
{
inst = (T) theType.InvokeMember(theType.Name,
BindingFlags.CreateInstance | BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic,
null, null, null,
CultureInfo.InvariantCulture);
}
catch (MissingMethodException ex)
{
throw new TypeLoadException(
string.Format(CultureInfo.CurrentCulture,
"The type '{0}' must have a private constructor to be used in the Singleton pattern.",
theType.FullName), ex);
}
return inst;
}
#endregion
}
}在SingletonBase
當然這裡的WeakReference
單例提供者
對於有基類的類來說，上面的單例基類顯然是不合適的。我們可以考慮實現一個單例提供者來生產我們的單例。
通過泛型類傳參的方式實現如下：
/// <summary>
/// 用於從另一個類創建或獲取單例的靜態助手。
/// </summary>
/// <typeparam name="T">要創建或獲取單例的類型。</typeparam>
public static class SingletonProvider<T> where T : class, new()
{
#region Fields
/// <summary>
/// 獲取給定類型的單例。
/// </summary>
private static readonly Lazy<T> _lazy = new Lazy<T>(() => new T());
#endregion
#region Properties
/// <summary>
/// 獲取給定類型的單例。
/// </summary>
public static T Instance => _lazy.Value;
#endregion
}除了泛型類傳參，還可以通過Get方法傳參，實現如下：
/// <summary>
/// 用於從另一個類創建或獲取單例的靜態助手。
/// </summary>
public static class SingletonProvider
{
#region Methods
/// <summary>
/// 獲取指定類型的單例。
/// </summary>
/// <typeparam name="TParameter">單例類型。</typeparam>
/// <returns>The <see cref="TParameter" />單例對象。</returns>
public static TParameter Get<TParameter>() where TParameter : class, new()
{
return SingletonProvider<TParameter>.Instance;
}
#endregion
}總結
有了以上兩種生產單例的方式，我們可以在開發中愉快的使用單例，而免除了具體的繁瑣實現。
wif 項目代碼：https://github.com/LeoYang610/wif
