设计模式---Singleton

Singleton模式要求一个类有且仅有一个实例，必须自己创建自己的唯一实例,必须给所有其它对象提供这一实例,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函数，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！Singleton模式包含的角色只有一个，就是Singleton。Singleton拥有一个私有构造函数，确保用户无法通过new直接实例它。除此之外，该模式中包含一个静态私有成员变量instance与静态公有方法Instance()。Instance方法负责检验并实例化自己，然后存储在静态成员变量中，以确保只有一个实例被创建。
Singleton模式是限制而不是改进类的创建;Singleton类中的实例构造器可以设置为Protected以允许子类派生;Singleton模式一般不要支持Icloneable接口，因为这可能导致多个对象实例，与Singleton模式的初衷违背; Singleton模式一般不要支持序列化，这也有可能导致多个对象实例，这也与Singleton模式的初衷违背; Singleton只考虑了对象创建的管理，没有考虑到销毁的管理，就支持垃圾回收的平台和对象的开销来讲，我们一般没必要对其销毁进行特殊的管理;理解和扩展Singleton模式的核心是“如何控制用户使用new对一个类的构造器的任意调用”;可以很简单的修改一个Singleton，使它有少数几个实例，这样做是允许的而且是有意义的.
using System;
class Singleton
{
  private static Singleton instance;
  protected Singleton() {}
  public static Singleton Instance()
  {
  
    if( instance == null )
      instance = new Singleton();
      return instance;
  }
}

public class Client
{
  public static void Main()
  {
    Singleton s1 = Singleton.Instance();
    Singleton s2 = Singleton.Instance();
    if( s1 == s2 )
    Console.WriteLine( "The same instance" );
  }
}
几种简单实现和优劣比较
1：
public sealed class Singleton
 {
     static Singleton instance=null;
 
     Singleton()
     {
     }
 
    public static Singleton Instance
   {
        get
        {
            if (instance==null)
            {
                instance = new Singleton();
            }
            return instance;
        }
    }
}
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；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：
sealed class Singleton
{
   private Singleton();
   public static readonly Singleton Instance=new Singleton();
}
这使得代码减少了许多，同时也解决了线程问题带来的性能上损失。那么它又是怎样工作的呢？
注意到，Singleton类被声明为sealed，以此保证它自己不会被继承，其次没有了Instance的方法，将原来_instance成员变量变成public readonly，并在声明时被初始化。通过这些改变，我们确实得到了Singleton的模式，原因是在JIT的处理过程中，如果类中的static属性被任何方法使用时，.NET Framework将对这个属性进行初始化，于是在初始化Instance属性的同时Singleton类实例得以创建和装载。而私有的构造函数和readonly(只读)保证了Singleton不会被再次实例化，这正是Singleton设计模式的意图。
（摘自：http://www.cnblogs.com/huqingyu/archive/2004/07/09/22721.aspx ）
不过这也带来了一些问题，比如无法继承，实例在程序一运行就被初始化，无法实现延迟初始化等。
3：
public sealed class Singleton
 {
     Singleton()
    {
     }
 
     public static Singleton Instance
     {
         get
        {
            return Nested.instance;
        }
    }
   
    class Nested
    {
        static Nested()
        {
        }

        internal static readonly Singleton instance = new Singleton();
    }
}
这里，初始化工作有Nested类的一个静态成员来完成，这样就实现了延迟初始化，并具有很多的优势，是值得推荐的一种实。
4:
public class DataProvider : DataHelper
 
{
  
  private DataProvider()
  {
  }

  static DataProvider()
  {
   if (dp == null)
   {
    dp = new DataProvider();
   }
   
   sqlXmlPath = HttpContext.Current.Server.MapPath("SqlXML.xml");
  }
  private static readonly DataProvider dp = null;
  private static readonly string sqlXmlPath;

  public static DataProvider Instance
  {
   get
   {
    return dp;
   }
  }
}
Singleton设计模式是一个非常有用的机制，可用于在面向对象的应用程序中提供单个访问点.