Singleton设计模式的C#实现

 Singleton（译为单件或单态）模式是设计模式中比较简单而常用的模式。本质上说，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。

Singleton的实现方式

方法一：简单实现,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。两个优点：1.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。2.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。
using System;
namespace csPattern.Singleton
{
    public sealed class Singleton
    {
        static Singleton instance = null;
        Singleton()
        {
        }
        public static Singleton Instance
        {
            get
            {
                if (instance == null)
                {
                    instance = new Singleton();
                }
                return instance;
            }
        }
    }
}
方法二：实现对于线程来说是安全的。但是这种实现方式增加了额外的开销，损失了性能。
using System;
namespace csPattern.Singleton
{
    public sealed class Singleton
    {
        static Singleton instance = null;
        static readonly object padlock = new object();

        Singleton()
        {
        }
        public static Singleton Instance
        {
            get
            {
                lock (padlock)
                {
                    if (instance == null)
                    {
                        instance = new Singleton();
                    }
                    return instance;
                }
            }
        }
    }
}
方法三：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,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。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。
using System;
namespace csPattern.Singleton
{
    public sealed class Singleton
    {
        static Singleton instance = null;
        static readonly object padlock = new object();

        Singleton()
        {
        }

        public static Singleton Instance
        {
            get
            {
                if (instance == null)
                {
                    lock (padlock)
                    {
                        if (instance == null)
                        {
                            instance = new Singleton();
                        }
                    }
                }
                return instance;
            }
        }
    }
}
方法四：静态初始化。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。潜在缺点是，您对实例化机制的控制权较少。
using System;
namespace csPattern.Singleton
{
    public sealed class Singleton
    {
        static readonly Singleton instance = new Singleton();
        static Singleton()
        {
        }

        Singleton()
        {
        }

        public static Singleton Instance
        {
            get
            {
                return instance;
            }
        }
    }
}
方法五：延迟初始化。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现方式。
using System;
namespace csPattern.Singleton
{
    public sealed class Singleton
    {
        Singleton()
        {
        }

        public static Singleton Instance
        {
            get
            {
                return Nested.instance;
            }
        }

        class Nested
        {
            // Explicit static constructor to tell C# compiler
            // not to mark type as beforefieldinit
            static Nested()
            {
            }

            internal static readonly Singleton instance = new Singleton();
        }
    }
}
总之，有各种不同的方式实施的单例模式在C#，个人偏好是解决4，解决方案5好一些，但麻烦比2或4个，它提供的好处似乎只有很少有用的。不会使用方案1，也不会使用3，因为他没有方案5好。

原文见：http://www.yoda.arachsys.com/csharp/singleton.html