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，单例模式非常有用，特别是在需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，如果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，单例模式的实现需要确保线程安全，以防止多个线程同时创建实例。
懒汉式（线程不安全）
public class Singleton
{ private static Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton Instance { get { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } }
}注意：上述实现在多线程环境下是不安全的，因为两个线程可能同时进入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）
public class Singleton
{ private static volatile Singleton instance; private static readonly object lockObject = new object(); private Singleton() {} public static Singleton Instance { get { if (instance == null) { lock (lockObject) { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; } }
}注意：使用volatile关键字确保instance变量的读写操作不会被编译器优化，同时使用双重检查锁定（Double-Checked Locking）模式来减少锁的使用，提高效率。
饿汉式
public class Singleton
{ private static readonly Singleton instance = new Singleton(); private Singleton() {} public static Singleton Instance { get { return instance; } }
}注意：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，可能会浪费资源。
单例模式是一种非常有用的设计模式，但在实现时需要注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不同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。
using System;
using System.Threading; public class Singleton
{ // 私有静态变量，volatile确保在多个线程中读取时不会被缓存 private static volatile Singleton _instance; // 私有构造函数 private Singleton() { } // 公开的单例访问点 public static Singleton Instance { get { if (_instance == null) // 第一次检查 { lock (typeof(Singleton)) // 锁定 { if (_instance == null) // 第二次检查 { _instance = new Singleton(); } } } return _instance; } } // 简单的数据成员，用于演示写入和读取 public int Counter { get; set; }
} class Program
{ static void Main(string[] args) { // 第一个线程：不断写入数据 Thread writeThread = new Thread(() => { while (true) { Singleton singleton = Singleton.Instance; singleton.Counter++; // 为了看到效果，可以添加一些输出或延迟 Console.WriteLine($"Write Thread: Counter = {singleton.Counter}"); Thread.Sleep(100); // 简单的延迟 } }); // 第二个线程：不断读取并展示数据 Thread readThread = new Thread(() => { while (true) { Singleton singleton = Singleton.Instance; // 读取并展示数据 Console.WriteLine($"Read Thread: Counter = {singleton.Counter}"); Thread.Sleep(200); // 稍微长一点的延迟，以便看到写入和读取的差异 } }); // 启动两个线程 writeThread.Start(); readThread.Start(); // 注意：这里直接退出了主线程，但两个子线程会继续运行 // 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 Console.WriteLine("Press any key to exit..."); Console.ReadKey(); }
}