C# 单例模式
单例模式是一种设计模式，用于确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问该实例。单例模式常用于需要全局唯一对象的场景，比如配置文件管理、日志记录、数据库连接池等。
单例模式的核心特点
- 私有构造函数：防止外部通过 new 关键字创建实例。
- 静态实例：通过静态变量保存唯一的实例。
- 全局访问点：提供一个静态方法或属性，用于获取单例实例。
单例模式的实现方式
1. 最简单的单例模式（非线程安全）
public class Singleton
{
// 静态变量保存唯一实例
private static Singleton _instance;
// 私有构造函数，防止外部实例化
private Singleton() { }
// 全局访问点
public static Singleton Instance
{
get
{
if (_instance == null)
{
_instance = new Singleton();
}
return _instance;
}
}
}使用方式：
Singleton instance = Singleton.Instance;缺点：多线程环境下可能会创建多个实例，不推荐在生产环境中使用。
2. 线程安全的单例模式（双重检查锁定）
public class Singleton
{
private static Singleton _instance;
private static readonly object _lock = new object();
private Singleton() { }
public static Singleton Instance
{
get
{
if (_instance == null)
{
lock (_lock)
{
if (_instance == null)
{
_instance = new Singleton();
}
}
}
return _instance;
}
}
}使用方式：
Singleton instance = Singleton.Instance;优点：线程安全，适用于多线程环境。
3. 使用 Lazy<T> 实现单例模式（推荐）
Lazy<T> 是 .NET 提供的一种延迟初始化方式，默认是线程安全的。
public class Singleton
{
private static readonly Lazy<Singleton> _lazyInstance = new Lazy<Singleton>(() => new Singleton());
private Singleton() { }
public static Singleton Instance
{
get
{
return _lazyInstance.Value;
}
}
}使用方式：
Singleton instance = Singleton.Instance;优点：简洁、线程安全，推荐使用。
4. 使用静态构造函数实现单例模式
静态构造函数在类第一次被访问时自动调用，且只会执行一次。
public class Singleton
{
private static readonly Singleton _instance = new Singleton();
// 静态构造函数确保线程安全
static Singleton() { }
private Singleton() { }
public static Singleton Instance
{
get
{
return _instance;
}
}
}使用方式：
Singleton instance = Singleton.Instance;优点：简单且线程安全。
单例模式的使用场景
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配置文件管理：全局只需要一个配置文件对象。
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日志记录：全局只需要一个日志记录器。
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数据库连接池：全局只需要一个连接池实例。
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缓存管理：全局只需要一个缓存管理器。
注意事项
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线程安全：在多线程环境下，必须确保单例模式的实现是线程安全的。
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延迟初始化：如果单例对象的创建成本较高，可以使用延迟初始化（如
Lazy<T>）。 -
避免滥用：单例模式是全局状态，滥用可能导致代码难以测试和维护。
总结
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最简单的单例模式：适用于单线程环境。
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双重检查锁定：适用于多线程环境。
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Lazy<T>：推荐使用，简洁且线程安全。
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静态构造函数：简单且线程安全。
根据具体需求选择合适的实现方式，推荐使用 Lazy<T> 或静态构造函数实现单例模式。
