C#中单例模式的三种写法示例

下面我将详细讲解C#中单例模式的三种写法示例。

一、什么是单例模式？

在软件开发中，单例模式是指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。

在C#中，实现单例模式有多种写法，下面我将分别介绍三种常用的方法。

二、第一种写法：简单写法

下面是使用静态变量实现简单单例模式的代码：

public sealed class Singleton
{
    private static Singleton instance = null;

    private Singleton()
    {
        // 防止外部创建实例
    }

    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            if (instance == null)
            {
                instance = new Singleton();
            }
            return instance;
        }
    }
}

在以上代码中，Singleton类是采用了私有构造函数和静态变量的形式来实现单例模式的。私有构造函数可以确保在类外部无法创建实例，而静态变量则记录了类中唯一的实例。通过公共的静态属性Instance，外部程序可以访问该实例。

三、第二种写法：线程安全的写法

以上代码中的写法是最基本的实现单例模式的方法，但在多线程环境下会存在问题。如果有多个线程同时访问Instance属性，就会出现同步问题。

下面是线程安全的写法：

public sealed class Singleton {
    private static readonly Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton() { }

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

在上面这段代码中，Singleton类采用了静态变量和私有构造函数的方式实现单例模式。与之前不同的是，在这个例子中创建唯一实例对象的时候使用了静态构造函数的方式。这种方式是自动的，并且是线程安全的。

四、第三种写法：使用Lazy类型

在上述两种实现方式中，延迟实例化需要通过调用 Instance 属性时来实现。Singleton 实例的创建被推迟了，直到我们调用 Instance 属性。同时，实例必须在第一次使用前创建，因为它一开始就是静态的。在多线程环境中，如果两个线程同时调用 Instance 属性，则有可能会创建两个实例。

为了解决这个问题，可以使用Lazy类型改写实例的创建方式。下面是这种写法的示例代码：

public class Singleton
{
    private static readonly Lazy<Singleton> lazyInstance =
        new Lazy<Singleton>(() => new Singleton());

    public static Singleton Instance { get { return lazyInstance.Value; } }

    private Singleton()
    {
    }
}

Lazy 类在实现中使用了一个构造函数，该构造函数接受一个 Delegate 类型的参数，该参数指向一个方法，该方法负责创建单例实例。这种方式相较于第一种方式和第二种方式在线程安全性上更加完善，起到了良好的保护作用。

五、总结

以上就是C#中实现单例模式的三种写法。其中第一种是最基本的实现方式，第二种是在多线程环境下保证安全的实现方式，第三种使用Lazy类型更加简单和自动化。开发者可以根据自己的实际需求来选择适合自己的实现方式。