WPF界面开发-C#单例模式实现 页面数据传输

单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的软件设计模式，用于确保一个类仅有一个实例，并提供一个全局访问点来获取这个实例。在C#中，单例模式非常有效，特别是在必要管理共享资源访问（如数据库连接、配置文件读取器等）时。
一、单例模式介绍

实现单例模式的几个关键点：

• 私有构造函数：防止外部代码通过new关键字创建类的实例。
  
• 私有静态变量：用于存储类的唯一实例。
  
• 公共静态方法：提供一个全局访问点来获取类的唯一实例，假如实例不存在则创建它。
  

线程安全的单例模式实现

在多线程环境下，单例模式的实现必要确保线程安全，以防止多个线程同时创建实例。
懒汉式（线程不安全）

1. public class Singleton  
2. {  
3.     private static Singleton instance;  
4.   
5.     private Singleton() {}  
6.   
7.     public static Singleton Instance  
8.     {  
9.         get  
10.         {  
11.             if (instance == null)  
12.             {  
13.                 instance = new Singleton();  
14.             }  
15.             return instance;  
16.         }  
17.     }  
18. }

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留意：上述实现在多线程环境下是不安全的，由于两个线程大概同时进入if (instance == null)判断，导致创建多个实例。
懒汉式（线程安全，双重检查锁定）

1. public class Singleton  
2. {  
3.     private static volatile Singleton instance;  
4.     private static readonly object lockObject = new object();  
5.   
6.     private Singleton() {}  
7.   
8.     public static Singleton Instance  
9.     {  
10.         get  
11.         {  
12.             if (instance == null)  
13.             {  
14.                 lock (lockObject)  
15.                 {  
16.                     if (instance == null)  
17.                     {  
18.                         instance = new Singleton();  
19.                     }  
20.                 }  
21.             }  
22.             return instance;  
23.         }  
24.     }  
25. }

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留意：使用volatile关键字确保instance变量的读写操纵不会被编译器优化，同时使用双重检查锁定（Double-Checked Locking）模式来减少锁的使用，进步服从。
饿汉式

1. public class Singleton  
2. {  
3.     private static readonly Singleton instance = new Singleton();  
4.   
5.     private Singleton() {}  
6.   
7.     public static Singleton Instance  
8.     {  
9.         get  
10.         {  
11.             return instance;  
12.         }  
13.     }  
14. }

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留意：饿汉式在类加载时就完成了实例的初始化，因此是线程安全的，但它不是懒加载的，大概会浪费资源。
单例模式是一种非常有效的设计模式，但在实现时必要留意线程安全和资源利用的问题。在C#中，可以通过私有构造函数、私有静态变量和公共静态方法来实现单例模式，并根据具体需求选择懒汉式或饿汉式实现方式。
二、例子代码

用双重检查锁定的单例模式示例代码，同时展示如何在两个差别的线程中调用这个单例，一个线程用于不断写入数据，另一个线程用于不断读取并展示数据。

1. using System;  
2. using System.Threading;  
3.   
4. public class Singleton  
5. {  
6.     // 私有静态变量，volatile确保在多个线程中读取时不会被缓存  
7.     private static volatile Singleton _instance;  
8.     // 私有构造函数  
9.     private Singleton()  
10.     {  
11.     }  
12.   
13.     // 公开的单例访问点  
14.     public static Singleton Instance  
15.     {  
16.         get  
17.         {  
18.             if (_instance == null) // 第一次检查  
19.             {  
20.                 lock (typeof(Singleton)) // 锁定  
21.                 {  
22.                     if (_instance == null) // 第二次检查  
23.                     {  
24.                         _instance = new Singleton();  
25.                     }  
26.                 }  
27.             }  
28.             return _instance;  
29.         }  
30.     }  
31.   
32.     // 简单的数据成员，用于演示写入和读取  
33.     public int Counter { get; set; }  
34. }  
35.   
36. class Program  
37. {  
38.     static void Main(string[] args)  
39.     {  
40.         // 第一个线程：不断写入数据  
41.         Thread writeThread = new Thread(() =>  
42.         {  
43.             while (true)  
44.             {  
45.                 Singleton singleton = Singleton.Instance;  
46.                 singleton.Counter++;  
47.                 // 为了看到效果，可以添加一些输出或延迟  
48.                 Console.WriteLine($"Write Thread: Counter = {singleton.Counter}");  
49.                 Thread.Sleep(100); // 简单的延迟  
50.             }  
51.         });  
52.   
53.         // 第二个线程：不断读取并展示数据  
54.         Thread readThread = new Thread(() =>  
55.         {  
56.             while (true)  
57.             {  
58.                 Singleton singleton = Singleton.Instance;  
59.                 // 读取并展示数据  
60.                 Console.WriteLine($"Read Thread: Counter = {singleton.Counter}");  
61.                 Thread.Sleep(200); // 稍微长一点的延迟，以便看到写入和读取的差异  
62.             }  
63.         });  
64.   
65.         // 启动两个线程  
66.         writeThread.Start();  
67.         readThread.Start();  
68.   
69.         // 注意：这里直接退出了主线程，但两个子线程会继续运行  
70.         // 在实际应用中，你可能需要一种方式来优雅地停止这些线程  
71.   
72.         Console.WriteLine("Press any key to exit...");  
73.         Console.ReadKey();  
74.     }  
75. }

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