使用static和readonly关键字构造饿汉式日志单例

2024-02-12 11:40

本文主要是介绍使用static和readonly关键字构造饿汉式日志单例,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

一)使用static和readonly关键字构造单例的原由

使用这两个关键字的原因主要基于它们有以下几个特征,虽然它们还有其他很多特征,但是理解以下几个特征会更容易理解如何构造单例。

1.static关键字的几个重要特征:

1)静态成员只被创建一次,静态成员是属于类而不是实例对象

2)一个类即使被创建多个实例,它的静态成员都只有一个

3)静态方法只能被重载,而不能被重写

2.readonly关键字的重要特征

1)当用readonly标记引用类型的字段时,不可改变字段的引用,而引用的对象是可以被改变的

所以使用static和readonly修饰一个成员就可以理解为:这个成员只被创建一次,并且它指向的地址被固定不可被更改,但地址上的对象是可以被更改的。

二)代码示例测试

1.创建一个LogHelper类,这个类拥有一个队列成员,一个添加队列数据的方法,一个循环输出队列数据的任务,代码如下:

 public class LogHelper
    {
        Queue<string> _queue;
        public LogHelper()
        {
            _queue = new Queue<string>();
            Task.Run(() => OutLog());//开启一个线程输出队列数据
        }
        public static LogHelper instance = new LogHelper();
        public void AddLog(string logstr)
        {
            _queue.Enqueue(logstr);
        }
        private async Task OutLog()
        {
            
            while (true)
            {
                string tid = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString();//当前线程id
                string outstr = _queue.Dequeue();//取出队列中的日志
                Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString() + " 线程id:" + tid + " 日志剩余数量:" + _queue.Count + ":" + outstr);
                await Task.Delay(2000);//等待两秒
            }
        }
    }

注意这一行: public static LogHelper instance = new LogHelper();并没有添加readonly关键字。

2.再创建几个测试类,类提供添加日志队列的方法,代码如下

1)Person类

    public class Person
    {
        LogHelper logHelper = LogHelper.instance;
        public void AddLog(string name)
        {
            logHelper.AddLog($"here is Person({name}) log");
        }
    }

2)Dog类

    public class Dog
    {
        LogHelper logHelper = LogHelper.instance;
        public void AddLog(string dogame)
        {
            logHelper.AddLog($"here is Dog({dogame}) log");
        }
    }

3)House类

    public static class House
    {
        static LogHelper logHelper = LogHelper.instance;
        public static void AddLog(string address)
        {
            logHelper.AddLog($"here is House({address}) log");
        }
    }

3.控制台创建实例对象,代码如下:

        static void Main(string[] args)
        {

            Person person1 = new Person();
            person1.AddLog("张三");
            Person person2 = new Person();
            person2.AddLog("李四");

            Dog dog1 = new Dog();
            dog1.AddLog("旺财");

            House.AddLog("北京市海淀区");

            Console.ReadKey();

        }

综上,示例化了两个Person类,一个Dog类,还有一个静态House类。总共会有四条日志数据,运行后队列里应该是四条数据,测试结果如下:

从上面结果可以看出队列中的总数据数量的变化,而这些数据在同一个队列中实则是static关键字的功劳。那么readonly关键字的功劳在哪里?从以上结果看不同的类添加的日志数据都添加到了同一个队列中。是不是readonly关键字就可以省略了?其实不然,假如把Person类加一个方法,重新new一个日志也是可以,Person类修改后的代码如下:

    public class Person
    {
        LogHelper logHelper = LogHelper.instance;
        public void AddLog(string name)
        {
            logHelper.AddLog($"here is Person({name}) log");
        }
        public void ChangeLog(string name)
        {
            LogHelper.instance = new LogHelper();
            LogHelper.instance.AddLog($"the log has changed{name}");
        }
    }

在控制台执行如下代码:

        static void Main(string[] args)
        {

            Person person1 = new Person();
            person1.AddLog("张三");
            Person person2 = new Person();
            person2.ChangeLog("李四");


            Console.ReadKey();

        }

得到结果如图:

 

从运行结果看,这是两个队列在输出数据,也就是日志并不是单例。而加上关键字readonly,把public static LogHelper instance = new LogHelper();变成public static readonly LogHelper instance = new LogHelper();之后Person类中的ChangLog方法的LogHelper.instance = new LogHelper();这句就会报错提醒不能这样写。

4.多线程访问单例

上面的代码虽然解决了不同实例中调用同一个日志队列的问题,但是还有一个问题是假如多线程的话就会有新的问题,假如在控制台执行如下代码:

        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                Thread t = new Thread(new ParameterizedThreadStart(CreateNewThread));// 创建新线程执行CreateNewThread方法
                t.Start(i);//启动新的线程
            }


            Console.ReadKey();
        }

        private static void CreateNewThread(object n)
        {
            Person person1 = new Person();
            person1.AddLog("王五" + n);
        }

执行结果如图:

从结果中得知,队列中的数据应有数据和实际数据不匹配,所以得给队列入队和出队都加上锁,修改成如下代码即可:

    public class LogHelper
    {
        Queue<string> _queue;
        private readonly Task _taskloop;
        public static object a = new object();
        public LogHelper()
        {
            _queue = new Queue<string>();
            _taskloop = Task.Run(() => OutLog());//开启一个线程输出队列数据
        }
        public static readonly LogHelper instance = new LogHelper();
        public void AddLog(string logstr)
        {
            lock (a)
            {
                _queue.Enqueue(logstr);
            }
        }
        private async Task OutLog()
        {

            while (true)
            {
                lock (a)
                {
                    string str = _queue.Dequeue();
                    string tid = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString();//当前线程id
                    Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString() + " 线程id:" + tid + " 日志剩余数量:" + _queue.Count + ":" + str);
                }
                await Task.Delay(2000);//等待两秒
            }
        }
    }

这篇关于使用static和readonly关键字构造饿汉式日志单例的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/702523

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