大话设计模式，什么是设计模式，涉及模式系列文章之一，单件模式
概述
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。这就提出了一个问题：如何绕过常规的构造器，提供一种机制来保证一个类 只有一个实例？客户程序在调用某一个类时，它是不会考虑这个类是否只能有一个实例等问题的，所以，这应该是类设计者的责任，而不是类使用者的责任。
从另一个角度来说，Singleton模式其实也是一种职责型模式。因为我们创建了一个对象，这个对象扮演了独一无二的角色，在这个单独的对象实例中，它集中了它所属类的所有权力，同时它也肩负了行使这种权力的职责！
意图
保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
模型图
逻辑模型图：
物理模型图：
生活中的例子
美国总统的职位是Singleton，美国宪法规定了总统的选举，任期以及继任的顺序。这样，在任何时刻只能由一个现任的总统。无论现任总统的身份为何，其头衔"美利坚合众国总统"是访问这个职位的人的一个全局的访问点。
五种实现
1．简单实现
1public sealed class Singleton
2{
3 static Singleton instance=null;
4
5 Singleton()
6 {
7 }
8
9 public static Singleton Instance
10 {
11 get
12 {
13 if (instance==null)
14 {
15 instance = new Singleton();
16 }
17 return instance;
18 }
19 }
20}
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。如果同时有两个线程去判断（instance == null），并且得到的结果为真，这时两个线程都会创建类Singleton的实例，这样就违背了Singleton模式的原则。实际上在上述代码中，有 可能在计算出表达式的值之前，对象实例已经被创建，但是内存模型并不能保证对象实例在第二个线程创建之前被发现。
该实现方式主要有两个优点：
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。
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。
2．安全的线程
1public sealed class Singleton
2{
3 static Singleton instance=null;
4 static readonly object padlock = new object();
5
6 Singleton()
7 {
8 }
9
10 public static Singleton Instance
11 {
12 get
13 {
14 lock (padlock)
15 {
16 if (instance==null)
17 {
18 instance = new Singleton();
19 }
20 return instance;
21 }
22 }
23 }
24}
25
26
这种方式的实现对于线程来说是安全的。我们首先创建了一个进程辅助对象，线程在进入时先对辅助对象加锁然后再检测对象是否被创建，这样可以确保只有一个实 例被创建，因为在同一个时刻加了锁的那部分程序只有一个线程可以进入。这种情况下，对象实例由最先进入的那个线程创建，后来的线程在进入时 （instence == null）为假，不会再去创建对象实例了。但是这种实现方式增加了额外的开销，损失了性能。
3．双重锁定
1public sealed class Singleton
2{
3 static Singleton instance=null;
4 static readonly object padlock = new object();
5
6 Singleton()
7 {
8 }
9
10 public static Singleton Instance
11 {
12 get
13 {
14 if (instance==null)
15 {
16 lock (padlock)
17 {
18 if (instance==null)
19 {
20 instance = new Singleton();
21 }
22 }
23 }
24 return instance;
25 }
26 }
27}
28
这种实现方式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，有了我们上面第一部分的里面的分析，我们知道，加锁后还得再进行对象是否已被创建的判 断。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。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。
4．静态初始化
1public sealed class Singleton
2{
3 static readonly Singleton instance=new Singleton();
4
5 static Singleton()
6 {
7 }
8
9 Singleton()
10 {
11 }
12
13 public static Singleton Instance
14 {
15 get
16 {
17 return instance;
18 }
19 }
20}
看到上面这段富有戏剧性的代码，我们可能会产生怀疑，这还是Singleton模式吗？在此实现中，将在第一次引用类的任何成员时创建实例。公共语言运行 库负责处理变量初始化。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
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