一、单例模式介绍
单例模式（Singleton Pattern）是一种创建型设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这个模式在需要一个对象被共享且全局唯一的情况下非常有用，比如配置对象、日志对象、数据库连接对象等。
单例模式的主要作用包括：
- 提供全局唯一的访问点，方便代码调用和管理。
- 避免不必要的内存开销和资源浪费，因为只有一个实例存在。
- 提高代码的可维护性和可扩展性，因为修改单例对象的行为非常方便。
然而，单例模式也存在一些缺点，如可能导致职责过多、线程安全问题和测试困难等。因此，在使用单例模式时需要谨慎考虑其适用场景和潜在问题。
二、单例模式代码实现
在C#中，单例模式的实现方法有多种，常见的包括：
1. 饿汉式 (Eager Initialization)
饿汉式在类加载时就创建实例，线程安全但可能浪费资源（如果实例从未被使用）。
public sealed class SingletonEager
{private static readonly SingletonEager _instance = new SingletonEager();// 私有构造函数防止外部实例化private SingletonEager(){}//其他类通过SingletonEager.Instance来调用这个类的唯一实例public static SingletonEager Instance{get { return _instance; }}// 其他方法和属性...
}2. 懒汉式 (Lazy Initialization)
懒汉式在第一次使用时才创建实例，但需要注意线程安全问题。这里为了预防线程安全，加了一个lock。在多线程调用这个类的单例时，先得到lock的线程调用实例时，其他线程会等待。
public class SingletonLazy
{// volatile确保当instance变量被初始化成Instance时，多个线程能够正确处理instance变量private static volatile SingletonLazy _instance;// 锁定对象private static readonly object _lock = new object();// 私有构造函数防止外部实例化private SingletonLazy(){}public static SingletonLazy Instance{get{lock (_lock) // 加锁{if (_instance == null) {_instance = new SingletonLazy();}}return _instance;}}// 其他方法和属性...
}3. 双重检查锁定 (Double-Checked Locking with volatile)
判断两次if (_instance == null) ，在几十几百个线程都使用这个实例时就不用排队等待锁了，避免了线程堵塞。并且使用了volatile关键字以避免指令重排序问题。
public class SingletonDoubleChecked
{// 使用volatile确保多线程正确处理instance的可见性private static volatile SingletonDoubleChecked _instance;// 锁定对象private static readonly object _lock = new object();// 私有构造函数防止外部实例化private SingletonDoubleChecked(){}public static SingletonDoubleChecked Instance{get{if (_instance == null) // 第一次检查{lock (_lock) // 加锁{if (_instance == null) // 第二次检查{_instance = new SingletonDoubleChecked();}}}return _instance;}}// 其他方法和属性...
}