C#实现Singleton的两种方法的比较

Singleton设计模式可以在应用程序创建一个唯一的全局对象，也就是说，这个对象只能被实例化一次。应用程序中的窗口管理器或者是数据库连接池等，都是Singleton模式的典型应用。

运用C#语言可以很方便地实现Singleton模式，然而同样是实现Singleton模式，由于实现方式的不同，运行效果也会有所不同。下面分别说明并比较C#实现Singleton模式的两种方法：

C#特有的方式实现Singleton（方式1）

/**/ ///

1<summary>   
2![](http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif) ///  单键模式的简单实现方式   
3![](http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/ExpandedBlockEnd.gif) ///  </summary>

public sealed class SampleSingleton1
{
private int m_Counter = 0 ;

private SampleSingleton1()
{
Console.WriteLine( " 初始化SampleSingleton1。 " );
}

public static readonly SampleSingleton1 Singleton = new SampleSingleton1();

/**/ ///

1<summary>   
2![](http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif) ///  调用次数计数器   
3![](http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockEnd.gif) ///  </summary>

public void Counter()
{
m_Counter ++ ;
}
}

说明一下，sealed关键字保证了该单键类不会被继承，readonly关键字保证了Singleton实例入口为只读。

**传统方式实现Singleton（方式2）
**
之所以称为传统方式，是因为C++和Java都是采用的这种方式，代码如下：

/**/ ///

1<summary>   
2![](http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif) ///  单键模式的传统实现方式   
3![](http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/ExpandedBlockEnd.gif) ///  </summary>

public class SampleSingleton2
{
// 注意：公用变量最好使用volatile关键字，原因参看MSDN
private static volatile SampleSingleton2 m_Instance = null ;

private int m_Counter = 0 ;

private SampleSingleton2()
{
Console.WriteLine( " 初始化SampleSingleton2。 " );
}

/**/ ///

1<summary>   
2![](http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif) ///  获取单键实例   
3![](http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockEnd.gif) ///  </summary>

public static SampleSingleton2 Singleton
{
get
{
if (m_Instance == null )
{
lock ( typeof (SampleSingleton2))
{
if (m_Instance == null )
{
m_Instance = new SampleSingleton2();
}
}
}

return m_Instance;
}
}

/**/ ///

1<summary>   
2![](http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif) ///  调用次数计数器   
3![](http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockEnd.gif) ///  </summary>

public void Counter()
{
m_Counter ++ ;
}
}

上面的代码使用了 volatile 关键字和 lock 关键字来保证正确创建（即只创建一次）以及正确获取实例。

比较两种实现方式

可以明显看出，方式1的代码少了很多，也没有进行互斥判断以及锁定操作，因此运行速度也有一定的优势。但并不能说方法1就一定比方法2优秀，虽然方法1代码少且运行速度快，但方法1的初始化动作是在整个程序启动之时进行，而方法2的初始化动作是在第一次调用时才进行。所以在具体应用中应根据实际情况的要求来选择实现的方式。

下面是分别对两种实现方式的测试代码：

class App
{
/**/ ///

1<summary>   
2![](http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif) ///  应用程序的主入口点。   
3![](http://www.cnblogs.com/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockEnd.gif) ///  </summary>

[STAThread]
static void Main( string [] args)
{
DateTime milestone;
int maxCallTimes = 100000000 ;

// 第一次调用SampleSingleton1的Counter方法
Console.WriteLine( " 第一次调用SampleSingleton1的Counter方法 " );
SampleSingleton1.Singleton.Counter();

// 计算10000次调用的耗费时间
milestone = DateTime.Now;
for ( int i = 0 ; i < maxCallTimes; i ++ )
{
SampleSingleton1.Singleton.Counter();
}
Console.WriteLine(maxCallTimes.ToString() + " 次调用执行时间为： " + ((TimeSpan)(DateTime.Now - milestone)).TotalMilliseconds.ToString());
Console.WriteLine( "" );

// 第一次调用SampleSingleton2的Counter方法
Console.WriteLine( " 第一次调用SampleSingleton2的Counter方法 " );
SampleSingleton2.Singleton.Counter();

// 计算10000次调用的耗费时间
milestone = DateTime.Now;
for ( int i = 0 ; i < maxCallTimes; i ++ )
{
SampleSingleton2.Singleton.Counter();
}
Console.WriteLine(maxCallTimes.ToString() + " 次调用执行时间为： " + ((TimeSpan)(DateTime.Now - milestone)).TotalMilliseconds.ToString());

string str = Console.ReadLine();
}
}

运行结果如下：

初始化SampleSingleton1。
第一次调用SampleSingleton1的Counter方法
100000000次调用执行时间为：1722.4768

第一次调用SampleSingleton2的Counter方法
初始化SampleSingleton2。
100000000次调用执行时间为：3805.472

从运行结果中也可以看出，方法1的初始化动作在应用程序初始化时就进行了；而方法2的初始化动作是在第一次调用时进行。执行时间的单位为毫秒，方法1的效率比方法2的效率要高1倍左右。