场景描述

单例模式对于我们来说一点也不模式，是一个常见的名称，单例模式在程序中的实际效果就是：确保一个程序中只有一个实例，并提供一个全局访问点，节省系统资源

单例模式无论是在实际开发中还是在软件应用中比较常见，比如，windows系统的任务管理器、IIS的HttpApplication、实际项目中的日志组件等等

实现方式

单例模式为了实现一个实例，那么只有不把实例创建暴露出去，只通过类本身来创建实例，为了实现效果，需要定义一个私有构造函数

单例模式实现方式有：饿汉式、懒汉式、双重验证式、静态内部类

下面分别对每一种实现方式做一个简单的实例，以及其优缺点

饿汉式

/// <summary>
 /// 创建一个 Singleton 类（饿汉式）
 /// 这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。
 ///优点：没有加锁，执行效率会提高。
 ///缺点：类加载时就初始化，浪费内存。
 ///它基于 classloder 机制避免了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，
 ///虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法，
 ///但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的效果。
 /// </summary>
 public class SingleObject
 {
  //创建 SingleObject 的一个对象
  private static SingleObject instance = new SingleObject();

  //让构造函数为 private，这样该类就不会被实例化
  private SingleObject() {
   Console.WriteLine("我被创建了.饿汉式");
  }

  //获取唯一可用的对象
  public static SingleObject GetInstance()
  {
   return instance;
  }

  public void ShowMessage()
  {
   Console.WriteLine("Hello World.饿汉式");
  }
 }

懒汉式

/// <summary>
 /// 创建一个 Singleton 类（懒汉式）
 /// 这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步。
 /// 优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
 /// 缺点：懒汉式在单个线程中没有问题，但多个线程同事访问的时候就可能同事创建多个实例，而且这多个实例不是同一个对象。
 /// </summary>
 public class SingleObject1
 {
  //创建 SingleObject 的一个对象
  private static SingleObject1 instance;

  //让构造函数为 private，这样该类就不会被实例化
  private SingleObject1() { }

  //获取唯一可用的对象
  public static SingleObject1 GetInstance()
  {
   if (instance == null)
   {
    instance = new SingleObject1();
    Console.WriteLine("我被创建了.懒汉式");
   }
   return instance;
  }

  public void ShowMessage()
  {
   Console.WriteLine("Hello World.懒汉式");
  }
 }

双重验证式

/// <summary>
 /// 创建一个 Singleton 类（双重验证）
 /// 这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步。
 /// 优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费，线程安全。
 /// 缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。
 /// </summary>
 public class SingleObject2
 {
  //创建 SingleObject 的一个对象
  private static SingleObject2 instance;

  // 定义一个标识确保线程同步
  private static readonly object locker = new object();


  //让构造函数为 private，这样该类就不会被实例化
  private SingleObject2() { }

  //获取唯一可用的对象
  public static SingleObject2 GetInstance()
  {
   //// 如果为空，那么就加锁，创建实例
   if (instance == null)
   {
    lock (locker)
    {
     //// 枷锁成功后，在做一次非空判断，避免在加锁期间以创建了实例而导致重复创建
     if (instance == null)
     {
      instance = new SingleObject2();
      Console.WriteLine("我被创建了.双重验证");
     }
    }
   }
   return instance;
  }

  public void ShowMessage()
  {
   Console.WriteLine("Hello World.双重验证");
  }
 }