/Singleton

Implementing Singleton Design Pattern

Primary LanguageC#

Singleton (en-us)

Description

Ensuring that a class has only one instance by providing a global access point to that instance

Look at the UML Diagram below:

  • The Singleton class declares a static member singleton() using the single instance of the class to handle the reference.
  • Private contructor without parameter, ensuring that no one can instantiate the class, only the class itself.
  • Private and static member (property) of the same type as the class (Singleton)
  • Chech if Singleton field exists, otherwise instantiate itself for the first and only time.

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Implementação

Look at the class below:

  • Private, static, read-only member using the Lazy class implementation that provides lazy initialization with multithreaded access. Ensuring that in a multithreaded environment, any thread will have access to te same instance of the Singleton.
 public class Singleton
{
    private static readonly Lazy<Singleton> _lazySingleton = new Lazy<Singleton>((() => new Singleton()));
    
    private Singleton()
    {

    }

    public static Singleton Instance
    {
        get { return _lazySingleton.Value; }
    }
}

Testing Implementation

Criamos duas instâncias de Singleton e comparamos se elas são iguais, garantindo assim o princípio de "que uma classe tenha somente uma instância".

static void Main(string[] args)
{
    Singleton singleton1 = Singleton.Instance;
    Singleton singleton2 = Singleton.Instance;

    if(singleton1 == singleton2)
        Console.WriteLine("Equals");
    else
        Console.WriteLine("Differents");
}

O Resultado no console:

Instance:1
Equals

Testando em ambiente multi thread

Criamos dois métodos (Thread1() e Thread2()), cada método criando uma instância da classe Singleton. Observe que passamos a usar a classe Parallel para simulhar uma ambiente multi thread. Ela garante a chamada aos dois métodos de forma paralela.

static void Main(string[] args)
{
    Parallel.Invoke(
        () => Thread1(),
        () => Thread2()
    );
}

private static void Thread1()
{
    Singleton singleton1 = Singleton.Instance;
    Console.WriteLine("Thread 1");
}
private static void Thread2()
{
    Singleton singleton2 = Singleton.Instance;
    Console.WriteLine("Thread 2");
}

O Resultado no console:

Instance:1
Thread 2
Thread 1

Singleton (pt-br)

Descrição

Garantir que uma classe tenha somente uma instância fornecendo um ponto de acesso global a essa instância

Observe o Diagrama UML abaixo:

  • A classe Singleton declara um membro estático singleton() usando para tratar a referência a única instância da classe.
  • Construtor privado e sem parâmetros, garatindo que ninguém consiga instanciar a classe, somente ela mesma.
  • Membro (propriedade) privado e estático do mesmo tipo da classe (Singleton)
  • Verificando se o campo singleton existe, se não, cria a instência de se mesmo pela primeira e única vez.

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Implementação

Observe a classe abaixo:

  • Membro privado, estático e somente leitura usando a implementação da classe Lazy o que fornece a inicialização lenta com acesso de várias threads. Garantido que em um ambiente multi thread, qualquer thread terá acesso a mesma instância da classe Singleton.
 public class Singleton
{
    private static readonly Lazy<Singleton> _lazySingleton = new Lazy<Singleton>((() => new Singleton()));
    
    private Singleton()
    {

    }

    public static Singleton Instance
    {
        get { return _lazySingleton.Value; }
    }
}

Testando implementação

Criamos duas instâncias de Singleton e comparamos se elas são iguais, garantindo assim o princípio de "que uma classe tenha somente uma instância".

static void Main(string[] args)
{
    Singleton singleton1 = Singleton.Instance;
    Singleton singleton2 = Singleton.Instance;

    if(singleton1 == singleton2)
        Console.WriteLine("Equals");
    else
        Console.WriteLine("Differents");
}

O Resultado no console:

Instance:1
Equals

Testando em ambiente multi thread

Criamos dois métodos (Thread1() e Thread2()), cada método criando uma instância da classe Singleton. Observe que passamos a usar a classe Parallel para simulhar uma ambiente multi thread. Ela garante a chamada aos dois métodos de forma paralela.

static void Main(string[] args)
{
    Parallel.Invoke(
        () => Thread1(),
        () => Thread2()
    );

}

private static void Thread1()
{
    Singleton singleton1 = Singleton.Instance;
    Console.WriteLine("Thread 1");
}
private static void Thread2()
{
    Singleton singleton2 = Singleton.Instance;
    Console.WriteLine("Thread 2");
}

O Resultado no console:

Instance:1
Thread 2
Thread 1