.Net 單例模式(Singleton)

單例模式的意思就是只有一個實例。單例模式確保某一個類只有一個實例，而且自行實例化並向整個系統提供這個實例。這個類稱為單例類   每台計算機可以有若干個打印機，但只能有一個Printer Spooler， 以避免兩個打印作業同時輸出到打印機中。每台計算機可以有若干傳真卡，但是只應該有一個軟件負責管理傳真卡，以避免出現兩份傳真作業同時傳到傳真卡中的情 況。每台計算機可以有若干通信端口，系統應當集中管理這些通信端口，以避免一個通信端口同時被兩個請求同時調用。

問題描述：

        單例模式 Singleton Pattern

問題解決：

（1）單例模式簡介：

Singleton模式要求一個類有且僅有一個實例，並且提供了一個全局的訪問點。這就提出了一個問題：如何繞過常規的構造器，提供一種機制來保證 一個類只有一個實例？客戶程序在調用某一個類時，它是不會考慮這個類是否只能有一個實例等問題的，所以，這應該是類設計者的責任，而不是類使用者的責任。

單例模式特點：

    （1.1）一個類有且僅有一個實例

    （1.2）類提供一個全局的訪問點

        （2）單例模式的實現：

（2.1）簡單實現：

上述實現的優點：

          （1）直到對象要求時，才進行實例的初始化，這種實現方法稱為：“惰性實例化”，惰性實例化，避免了程序啟動時創建不必要的Singleton。

上述實現的缺點：

           （1）這種實現對於多線程環境並不安全，可能實例化多個對象，例如可能存在兩個線程進行instance==null的判斷，然後創建兩個單例對象，這就違背了單例模式的設計意圖。

    （2.2）安全的線程：

以上的實現保證了單例對象在多線程的情況下只會創建一個，但是padlock增加了額外的開銷

    （2.3）雙重鎖定

        這種實現方式對多線程來說是安全的，同時線程不是每次都加鎖，只有判斷對象實例沒有被創建時它才加鎖，有了我們上面第一部分的裡面的分析，我們知道，加鎖 後還得再進行對象是否已被創建的判斷。它解決了線程並發問題，同時避免在獲取 Instance 的調用中都出現獨占鎖定。它還允許您將實例化延遲到第一次訪問對象時發生。實際上，應用程序很少需要這種類型的實現。大多數情況下我們會用靜態初始化。這 種方式仍然有很多缺點：無法實現延遲初始化。

（2.4）靜態初始化

        此實現中，將在第一次引用類的任何成員創建實例，該類標記為 sealed 以阻止發生派生，而派生可能會增加實例。此外，變量標記為 readonly，這意味著只能在靜態初始化期間（此處顯示的示例）或在類構造函數中分配變量。它仍然可以用來解決 Singleton 模式試圖解決的兩個基本問題：全局訪問和實例化控制。公共靜態屬性為訪問實例提供了一個全局訪問點。此外，由於構造函數是私有的，因此不能在類本身以外實 例化 Singleton 類；因此，變量引用的是可以在系統中存在的唯一的實例。

由於 Singleton 實例被私有靜態成員變量引用，因此在類首次被對 Instance 屬性的調用所引用之前，不會發生實例化。這種方法唯一的潛在缺點是，您對實例化機制的控制權較少。在 Design Patterns 形式中，您能夠在實例化之前使用非默認的構造函數或執行其他任務。由於在此解決方案中由 .NET Framework 負責執行初始化，因此您沒有這些選項。在大多數情況下，靜態初始化是在 .NET 中實現 Singleton 的首選方法。

     （2.5）延遲初始化：

        （3）單例模式的優缺點：

        （4）單例模式適用情況和應用場景：

        （5）具體實例：

總結：

        Singleton設計模式是一個非常有用的機制，可用於在面向對象的應用程序中提供單個訪問點。