Singleton.txt

----------
20200515


    /// <summary>
    /// Sample singleton1: 不支援多執行緒
    /// </summary>
    public sealed class Singleton1 // sealed 限制不可被繼承
    {
        static Singleton1 _Instance = null;
        public static Singleton1 Instance
        {
            get
            {
                //if (_Instance == null)
                //    _Instance = new Singleton1();
                //return _Instance;
                return _Instance ?? (_Instance = new Singleton1()); // 多執行緒時, 不同的執行緒將各自取得不同的 Instance 物件.
            }
        }
        private Singleton1() { } // private 限制外部無法建立
    }


    /// <summary>
    /// Sample singleton2: 支援多執行緒作法1: Static Initialization 
    /// </summary>
    public sealed class Singleton2 // sealed 限制不可被繼承
    {
        //static Singleton2 _Instance = null;
        // 1. 在 static 初始化時直接建立 instance 可確保多執行緒時, 不同的執行緒取得相同一個 Instance 物件.
        // 2. readonly 限制 _Instance 只能透過 static initialization 或在 constructor 中來賦值.
        // 3. C# static initialization 的時機是「當型別內的任何成員被提到的時候. 當第一次呼叫 SingletonC.Instance 的時候才會進行 SingletonC.instance 的初始化，不同的語言可能會有不同的實做方式.
        static readonly Singleton2 _Instance = new Singleton2(); 
        public static Singleton2 Instance
        {
            get
            {
                return Instance;
            }
        }
        private Singleton2() { } // private 限制外部無法建立
    }

    
    /// <summary>
    /// Sample singleton2 可以精簡成如下: 
    /// </summary>
    public sealed class Singleton2 // sealed 限制不可被繼承
    {
        public static readonly Singleton2 _Instance = new Singleton2(); // readonly 限制 _Instance 只能透過 static initialization 或在 constructor 中來賦值.
        Singleton2() { } // private 限制外部無法建立
    }



    /// <summary>
    /// Sample singleton3: 支援多執行緒作法2: 使用鎖.
    /// 在不能使用 Static initialization 的情況下，我們可以透過鎖（lock）來控制一次只有一個執行緒可以對 instance 進行初始化.
    /// </summary>
    public sealed class Singleton3
    {
        // volatile 修飾詞來避免編譯器最佳化導致真正初始化 instance 前就被其他執行緒取用.
        static volatile Singleton3 _Instance = new Singleton3();

        // 靜態物件 syncRoot 來提供鎖的依據，當使用其他語言實做的時候可以替換成其他方便使用的全域物件即可（例如 Java 中就可以使用 .getClass() 來當作鎖）.
        static object LockInstance = new object();
        public static Singleton3 Instance
        {
            get
            {
                if (_Instance == null)
                {
                    lock (LockInstance) // 透過鎖（lock）來控制一次只有一個執行緒可以對 instance 進行初始化
                    {
                        if (_Instance == null) // 多執行緒時, 有可能在等待鎖的時候就已經有其他執行緒對 instance 進行初始化了，所以在鎖的內部也需要再檢查一次.
                        {
                            _Instance = new Singleton3();
                        }
                    }
                }
                return Instance;
            }
        }
        private Singleton3() { } // private 限制外部無法建立
    }