.net设计模式详细介绍以及案例代码.pdf-资料库

.NET 设计模式开篇 ——.NET 设计模式系列之一 Terrylee，2005 年 12 月 06 日前言加入 Design & Pattern 团队有几个月的时间了，惭愧的是从没有写过关于设计模式的随笔，得到 wayfarer 的同意，把企业库系列的随笔放在了团队的首页上。不是不想去写这样的随笔，也不是没有时间，自己初学设计模式，去写设计模式的文章，有点班门弄斧的味道。园子里吕震宇老师的《设计模式系列》和 wayfarer 的《设计之道》堪称设计模式里的经典之作。可是正如 wa farer 所说的那样，受到发表欲的蛊惑，本着交流就是进步的想法，思考再三，还是决定写这样的随笔，来对设计模式做一些探索和总结，起名曰“探索设计模式”，有些言过其实，就当是记录自己学习设计模式的历程吧，不过还是希望能得到各位前辈的指点！设计模式设计模式是规则吗？地上本没有路，走得人多了也就成了路。设计模式如同此理，它是经验的传承，并非体系；是被前人发现，经过总结形成了一套某一类问题的一般性解决方案，而不是被设计出来的定性规则；它不像算法那样可以照搬照用。设计模式是架构吗？架构和模式应该是一个属于相互涵盖的过程，但是总体来说架构更加关注的是所谓的 High-Leve l Design,而模式关注的重点在于通过经验提取的“准则或指导方案”在设计中的应用，因此在不同层面考虑问题的时候就形成了不同问题域上的模式。模式的目标是，把共通问题中的不变部分和变化部分分离出来。不变的部分，就构成了模式，因此，模式是一个经验提取的“准则”，

并且在一次一次的实践中得到验证，在不同的层次有不同的模式，小到语言实现，大到架构。在不同的层面上，模式提供不同层面的指导。设计模式，软件的永恒之道？这个问题没有答案，有的只是讨论，看一下一位前辈结合建筑学得出的几点心得吧：和建筑结构一样，软件中亦有诸多的“内力”。和建筑设计一样，软件设计也应该努力疏解系统中的内力，使系统趋于稳定、有生气。一切的软件设计都应该由此出发。任何系统都需要有变化，任何系统都会走向死亡。作为设计者，应该拥抱变化、利用变化，而不是逃避变化。好的软件只能“产生”而不能“创造”，我们所能做的只是用一个相对好的过程，尽量使软件朝向好的方向发展。需要设计模式吗？答案是肯定的，但你需要确定的是模式的应用是否过度？我得承认，世界上有很多天才的程序员，他可以在一段代码中包含 6 种设计模式，也可以不用模式而把设计做得很好。但我们的目标是追求有效的设计，而设计模式可以为这个目标提供某种参考模型、设计方法。我们不需要奉 GOF 的设计模式为圭臬，但合理的运用设计模式，才是正确的抉择。很多人看过 G OF 的《Design Patterns》，对这 23 种模式也背得滚瓜烂熟。但重要的不是你熟记了多少个模式的名称，关键还在于付诸实践的运用。为了有效地设计，而去熟悉某种模式所花费的代价是值得的，因为很快你会在设计中发现这种模式真的很好，很多时候它令得你的设计更加简单了。其实在软件设计人员中，唾弃设计模式的可能很少，盲目夸大设计模式功用的反而更多。言必谈 “模式”，并不能使你成为优秀的架构师。真正出色的设计师，懂得判断运用模式的时机。还有

一个问题是，很多才踏入软件设计领域的人员，往往对设计模式很困惑。对于他们来说，由于没有项目的实际经验，OO 的思想也还未曾建立，设计模式未免过于高深了。其实，即使是非常有经验的程序员，也不敢夸口对各种模式都能合理应用。[--摘自 wayfare 的设计之道] 后记关于设计模式的理论性的文章，已经写了很多了，我不想再继续重复抄写下去，仅记录下上面几段话，用它来作探索设计模式系列的一个开篇吧。[现已更名为.NET 设计模式]

第Ⅱ部分创建型模式篇单件模式（Singleton Pattern） ——.NET 设计模式系列之二 Terrylee，2005 年 12 月 07 日概述 Singleton 模式要求一个类有且仅有一个实例，并且提供了一个全局的访问点。这就提出了一个问题：如何绕过常规的构造器，提供一种机制来保证一个类只有一个实例？客户程序在调用某一个类时，它是不会考虑这个类是否只能有一个实例等问题的，所以，这应该是类设计者的责任，而不是类使用者的责任。从另一个角度来说，Singleton 模式其实也是一种职责型模式。因为我们创建了一个对象，这个对象扮演了独一无二的角色，在这个单独的对象实例中，它集中了它所属类的所有权力，同时它也肩负了行使这种权力的职责！意图保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。模型图逻辑模型图：物理模型图：生活中的例子美国总统的职位是 Singleton，美国宪法规定了总统的选举，任期以及继任的顺序。这样，在任何时刻只能由一个现任的总统。无论现任总统的身份为何，其头衔"美利坚合众国总统"是访问这个职位的人的一个全局的访问点。

五种实现 1．简单实现 1 public sealed class Singleton 2 { 3 static Singleton instance=null; 4 5 Singleton() 6 { 7 } 8 9 public static Singleton Instance 10 { 11 get 12 { 13 if (instance==null) 14 { 15 instance = new Singleton(); 16 } 17 return instance; 18 } 19 } 20 } 这种方式的实现对于线程来说并不是安全的，因为在多线程的环境下有可能得到 Singleton 类的多个实例。如果同时有两个线程去判断（instance == null），并且得到的结果为真，这时两个线程都会创建类 Singleton 的实例，这样就违背了 Singleton 模式的原则。实际上在上述代码中，有可能在计算出表达式的值之前，对象实例已经被创建，但是内存模型并不能保证对象实例在第二个线程创建之前被发现。该实现方式主要有两个优点：由于实例是在 Instance 属性方法内部创建的，因此类可以使用附加功能（例如，对子类进行实例化），即使它可能引入不想要的依赖性。直到对象要求产生一个实例才执行实例化；这种方法称为“惰性实例化”。惰性实例化避免了在应用程序启动时实例化不必要的 singleton。 2．安全的线程

1 public sealed class Singleton 2 { 3 static Singleton instance=null; 4 static readonly object padlock = new object(); 5 6 Singleton() 7 { 8 } 9 10 public static Singleton Instance 11 { 12 get 13 { 14 lock (padlock) 15 { 16 if (instance==null) 17 { 18 instance = new Singleton(); 19 } 20 return instance; 21 } 22 } 23 } 24 } 25 26 这种方式的实现对于线程来说是安全的。我们首先创建了一个进程辅助对象，线程在进入时先对辅助对象加锁然后再检测对象是否被创建，这样可以确保只有一个实例被创建，因为在同一个时刻加了锁的那部分程序只有一个线程可以进入。这种情况下，对象实例由最先进入的那个线程创建，后来的线程在进入时（instence == null）为假，不会再去创建对象实例了。但是这种实现方式增加了额外的开销，损失了性能。 3．双重锁定 1 public sealed class Singleton 2 { 3 static Singleton instance=null; 4 static readonly object padlock = new object(); 5 6 Singleton() 7 { 8 } 9 10 public static Singleton Instance 11 {

12 get 13 { 14 if (instance==null) 15 { 16 lock (padlock) 17 { 18 if (instance==null) 19 { 20 instance = new Singleton(); 21 } 22 } 23 } 24 return instance; 25 } 26 } 27 } 28 这种实现方式对多线程来说是安全的，同时线程不是每次都加锁，只有判断对象实例没有被创建时它才加锁，有了我们上面第一部分的里面的分析，我们知道，加锁后还得再进行对象是否已被创建的判断。它解决了线程并发问题，同时避免在每个 Instance 属性方法的调用中都出现独占锁定。它还允许您将实例化延迟到第一次访问对象时发生。实际上，应用程序很少需要这种类型的实现。大多数情况下我们会用静态初始化。这种方式仍然有很多缺点：无法实现延迟初始化。 4．静态初始化 1 public sealed class Singleton 2 { 3 static readonly Singleton instance=new Singleton(); 4 5 static Singleton() 6 { 7 } 8 9 Singleton() 10 { 11 } 12 13 public static Singleton Instance 14 { 15 get 16 { 17 return instance; 18 } 19 } 20 } 21

看到上面这段富有戏剧性的代码，我们可能会产生怀疑，这还是 Singleton 模式吗？在此实现中，将在第一次引用类的任何成员时创建实例。公共语言运行库负责处理变量初始化。该类标记为 sealed 以阻止发生派生，而派生可能会增加实例。此外，变量标记为 readonly，这意味着只能在静态初始化期间（此处显示的示例）或在类构造函数中分配变量。该实现与前面的示例类似，不同之处在于它依赖公共语言运行库来初始化变量。它仍然可以用来解决 Singleton 模式试图解决的两个基本问题：全局访问和实例化控制。公共静态属性为访问实例提供了一个全局访问点。此外，由于构造函数是私有的，因此不能在类本身以外实例化 Singleton 类；因此，变量引用的是可以在系统中存在的唯一的实例。由于 Singleton 实例被私有静态成员变量引用，因此在类首次被对 Instance 属性的调用所引用之前，不会发生实例化。这种方法唯一的潜在缺点是，您对实例化机制的控制权较少。在 Design Patterns 形式中，您能够在实例化之前使用非默认的构造函数或执行其他任务。由于在此解决方案中由 .NET Framework 负责执行初始化，因此您没有这些选项。在大多数情况下，静态初始化是在 .NET 中实现 Singleton 的首选方法。 5．延迟初始化 1 public sealed class Singleton 2 { 3 Singleton() 4 { 5 } 6 7 public static Singleton Instance 8 { 9 get 10 { 11 return Nested.instance; 12 } 13 } 14 15 class Nested 16 { 17 static Nested() 18 { 19 } 20 21 internal static readonly Singleton instance = new Singleto n(); 22 } 23 } 24 这里，初始化工作有 Nested 类的一个静态成员来完成，这样就实现了延迟初始化，并具有很多的优势，是值得推荐的一种实

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