保證一個類僅有一個執行個體：單例模式

情境：微軟的windows xp作業系統，ctrl+alt+del鍵都會彈出一個windows工作管理員（這時不關閉這個工作管理員），繼續ctrl+alt+del鍵還是一個windows工作管理員。鑒於本人水平有限，上面的情境舉例可能不合適，但是很接近一個基本的設計模式：單例模式。Code is cheap.下面用c#代碼類比出一個類似工作管理員的建立:

Code
using System;

/// <summary>
/// Singleton 單例模式
/// </summary>
public class WindowsTaskManager
{
    private static WindowsTaskManager wtm;
    private WindowsTaskManager()
    {
    }
    public static WindowsTaskManager CreateSingleWtm()
    {
        if (wtm==null)
        {
            wtm = new WindowsTaskManager();
        }
        return wtm;
    }
}

/// <summary>
/// 用戶端調用
/// </summary>
public class Client {
    static void Main(string[] args)
    {
        WindowsTaskManager myWtm = WindowsTaskManager.CreateSingleWtm();
        WindowsTaskManager myWtm1 = WindowsTaskManager.CreateSingleWtm();
        if (myWtm==myWtm1)
        {
            Console.WriteLine("兩個對象是相同的執行個體.");
        }
    }
}

上面建立執行個體的基本思想是new一個對象的時候，判斷靜態類變數是否已經有執行個體，建構函式私人，這樣外部代碼不能直接new來執行個體化對象。這是因為我們都知道所有類都有建構函式，不編碼寫建構函式則系統預設產生無參數的構造方法，但如果有顯式定義的構造方法，預設的就會失效。ps：在定義可序列化的類的時候，預設建構函式是必須的，所以如果你顯式定義了一個帶參數的構造方法，一定不能忘記要再寫一個沒有參數的構造方法。
好了，上面的代碼ms已經簡單的實現了對唯一執行個體的受控訪問。不過在多線程的程式中，上面的代碼會有可能建立多個執行個體的。給進程加把鎖，用lock解決一下：Code
using System;
using System.Threading;
/// <summary>
/// Singleton 
/// </summary>
public class WindowsTaskManager
{
    private static WindowsTaskManager wtm;
    private static readonly object syncRoot = new object();// 程式運行時建立一個靜態唯讀進程輔助對象
    private WindowsTaskManager()
    {
    }
    public static WindowsTaskManager CreateSingleWtm()
    {
        lock (syncRoot)
        {
            if (wtm == null)
            {
                wtm = new WindowsTaskManager();
            }
        }
        return wtm;
    }
}

上面那種做法可以建立單一執行個體，可是每次調用建立方法時，都要lock，影響效能，有一種雙重鎖定的方法：Code
using System;
using System.Threading;
/// <summary>
/// Singleton  雙重鎖定
/// </summary>
public class WindowsTaskManager
{
    private static WindowsTaskManager wtm;
    private static readonly object syncRoot = new object();// 程式運行時建立一個靜態唯讀進程輔助對象
    private WindowsTaskManager()
    {
    }
    public static WindowsTaskManager CreateSingleWtm()
    {
        if (wtm == null) //當wtm為空白時，如果這時有兩個線程同時調用CreateSingleWtm方法
        {
            lock (syncRoot)
            {
                if (wtm == null) // 很關鍵，沒有這個判斷，進入的兩個線程就可以建立兩個執行個體了
                {
                    wtm = new WindowsTaskManager();
                }
            }
        }
        return wtm;
    }
}

最後再看一個所謂的餓漢式單例類：Code
using System;
using System.Threading;
/// <summary>
/// Singleton  sealed防止派生增加執行個體
/// </summary>
public sealed class WindowsTaskManager 
{
    private static readonly WindowsTaskManager wtm=new WindowsTaskManager();
    private WindowsTaskManager()
    {
    }
    public static WindowsTaskManager CreateSingleWtm()
    {
        return wtm;
    }
}