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定义：
保证一个类仅有一个示例，并提供一个访问它的全局访问点。
解决问题：
通常可以让一个全局变量使得一个对象被访问，但它不能防止你实例化多个对象。
如果需要只实例化一个对象，最好的办法是让类自身负责保存它的唯一示例。这个类可以抱枕没有其他实例可以被创建，并且它可以提供一个访问该实例的方法。
结构图：
Singleton：
客户端：
优点：
可以保证唯一的实例。
可以严格地控制客户怎样访问它，以及何时访问它。即对唯一实例的受控访问。
与实用类的异同：
实用类：如.NET框架里的Math类 。
类似：
实用类通常也会采用私有化的构造方法来避免使其有实例。
不同：
实用类不保存状态，仅提供一些静态方法、静态属性让客户端调用。而单例是有状态的。
实用类不能用于继承多态，而单例虽然实例唯一，却可以有子类来继承。
实用类只不过是一些方法、属性的结合，而单例却是有着唯一的对象实例。
示例：
因为构造方法私有，只能内部调用。外部需要实例化类，只能通过访问静态方法GetInstance(),就不会出现超生情况。
客户端不在考虑只用实例化一次的问题，而是把责任都给了应该负责的类去处理。
客户端调用：
对比：
关闭工具箱时，实例并没有变为null，而只是Disposed。
多线程时的单例：
多线程同时访问Singleton类，调用GetInstance(),可能会造成创建多个实例。
如何解决？
方式一：
可以给进程加锁。
使用lock，保证了多线程环境下的同时访问也不会造成多个实例的生成。
保证对象实例由最先进入的那个线程创建，以后的线程不会再去创建对象实例了。 
为什么不直接lock(instance)，而是创建一个syncRoot来lock？
加锁时，instance实例有没有被创建过还不知道，无法对它加锁。
缺点：
每次调用GetInstance()时，都需要lock会影响性能。
优化一： 双重锁定（Double-Check Locking），不用让线程每次都加锁，而只是在实例未被创建的时候再加锁，同时，还能保证多线程的安全
外面已经判断了instance实例是否存在，为什么在lock里面还需要做一次instance实例是否存在的判断呢？
对于instance存在的情况，就直接返回，这没有问题；
当Instance为null，并且同时有两个进程调用GetInstance()时，则都可以通过第一重Instance==null的判断。然后由于lock机制，这两个线程则只有一个进入，另一个在外排队等候。必须其中一个进入并出来以后，另一个才能进入。如果没有第二重Instance==null的判断，则第一个线程创建了实例，而第二个线程还是可以继续再创建新的实例，就没有达到单例的目的。
优化二：
静态初始化：
由C#与公共语言运行库提供。
不需要显式地编写线程安全代码，即可解决多线程环境下不安全的问题。
解决了全局访问和实例化控制，公共静态属性为访问提供了一个全局访问点。
优点：实现更简单。
实现原理：
静态初始化，在于它依赖公共语言运行库来初始化变量。
构造方法私有，不能再类本身以外实例化Singleton类，是可以在系统中存在的唯一的实例。
instance变量标记为readonly，只能在静态初始化期间或在类构造函数中分配变量。
不同之处：
此方式为饿汉式单例类，而其他方式则为懒汉式单例类。
饿汉式单例类，静态初始化的方式，是在类一被加载就实例化对象，要提前占用系统资源。
懒汉式单例类，要在第一次被引用时，才会将自己实例化，但是会面临多线程访问的安全问题，需要双重锁定才可以保证线程安全。
根据实际需求，选择使用哪一种方式（饿汉式、懒汉式）实现单例。
扩展：
复制粘贴是最容易的编程，但也是最没有价值的编程。
所有类都有构造方法，不编码则系统默认生成空的构造方法；若有显示定义的构造方法，默认的构造方法就会失效。若阻止他人实例化当前类，将当前类的构造方法写成private即可。
lock，确保当一个线程位于代码的临界区时，另一个线程不进入临界区。如果其他线程视图进入锁定的代码，则它将一直等待（被阻塞），直到该对象被释放。
变量标记为readonly，只能在静态初始化期间或在类构造函数中分配变量。
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原文地址：http://www.cnblogs.com/panpanwelcome/p/5594386.html
