推荐文档：

https://www.cnblogs.com/zhili/p/DesignPatternSummery.html

https://www.runoob.com/design-pattern/design-pattern-tutorial.html

什么是单例模式？

单例模式（Singleton Pattern）是最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

注意：

1、单例类只能有一个实例。

2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。

3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

相关介绍

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。

主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。

如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

关键代码：构造函数是私有的。

应用实例：

1、一个班级只有一个班主任。

2、Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。

3、一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。

优点：

1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。

2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

使用场景：

1、要求生产唯一序列号。

2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。

3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

相关实现

我们将创建一个 SingleObject 类。SingleObject 类有它的私有构造函数和本身的一个静态实例。

SingleObject 类提供了一个静态方法，供外界获取它的静态实例。SingletonPatternDemo 类使用 SingleObject 类来获取 SingleObject 对象。

 1 namespace Biao.DesignPatterns.CreationalPatterns {
 2     internal class SingletonPattern {
 3         // 定义一个静态变量保存类的实例
 4         private static SingletonPattern? singleton;
 5 
 6         // 定义一个标识，确保线程同步
 7         private static readonly object locker = new object();
 8 
 9         // 构造方法设置成私有，防止类外直接 new
10         private SingletonPattern() { }
11 
12         /// <summary>
13         /// 定义公有方法提供一个实例创建 
14         /// </summary>
15         /// <returns>实例对象</returns>
16         public static SingletonPattern GetInstance() {
17             // 判断实例是否存在，如果存在直接返回，不必等到 先判断locker加锁解锁，再确定
18             if (singleton == null) {
19                 // 如果第一个线程运行到此，会对locker对象加锁
20                 // 第二个线程运行到这时，如果检测出locker对象处于加锁状态，该线程就会挂起，等第一个线程解锁
21                 // lock语句运行完后，就会对locker解锁
22                 lock (locker) {
23                     // 如果实例为null,创建实例
24                     if (singleton == null) {
25                         singleton = new SingletonPattern();
26                     }
27                 }
28             }
29             return singleton;
30         }
31     }
32 }

注意：使用时注意线程安全！