保证一个类仅有一个实例：单例模式

场景：微软的windows xp操作系统，ctrl+alt+del键都会弹出一个windows任务管理器（这时不关闭这个任务管理器），继续ctrl+alt+del键还是一个windows任务管理器。鉴于本人水平有限，上面的场景举例可能不合适，但是很接近一个基本的设计模式：单例模式。Code is cheap.下面用c#代码模拟出一个类似任务管理器的创建:

using System;

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

/// <summary>
/// 客户端调用
/// </summary>
public class Client {
    static void Main(string[] args)
    {
        WindowsTaskManager myWtm = WindowsTaskManager.CreateSingleWtm();
        WindowsTaskManager myWtm1 = WindowsTaskManager.CreateSingleWtm();
        if (myWtm==myWtm1)
        {
            Console.WriteLine("两个对象是相同的实例.");
        }
    }
}

上面创建实例的基本思想是new一个对象的时候，判断静态的类变量是否已经有实例，构造函数私有，这样外部代码不能直接new来实例化对象。这是因为我们都知道所有类都有构造函数，不编码写构造函数则系统默认生成无参数的构造方法，但如果有显式定义的构造方法，默认的就会失效。ps：在定义可序列化的类的时候，默认构造函数是必须的，所以如果你显式定义了一个带参数的构造方法，一定不能忘记要再写一个没有参数的构造方法。
好了，上面的代码ms已经简单的实现了对唯一实例的受控访问。不过在多线程的程序中，上面的代码会有可能创建多个实例的。给进程加把锁，用lock解决一下：

using System;
using System.Threading;
/// <summary>
/// Singleton 
/// </summary>
public class WindowsTaskManager
{
    private static WindowsTaskManager wtm;
    private static readonly object syncRoot = new object();// 程序运行时创建一个静态只读的进程辅助对象
    private WindowsTaskManager()
    {
    }
    public static WindowsTaskManager CreateSingleWtm()
    {
        lock (syncRoot)
        {
            if (wtm == null)
            {
                wtm = new WindowsTaskManager();
            }
        }
        return wtm;
    }
}

上面那种做法可以创建单一实例，可是每次调用创建方法时，都要lock，影响性能，有一种双重锁定的方法：

using System;
using System.Threading;
/// <summary>
/// Singleton  双重锁定
/// </summary>
public class WindowsTaskManager
{
    private static WindowsTaskManager wtm;
    private static readonly object syncRoot = new object();// 程序运行时创建一个静态只读的进程辅助对象
    private WindowsTaskManager()
    {
    }
    public static WindowsTaskManager CreateSingleWtm()
    {
        if (wtm == null) //当wtm为空时，如果这时有两个线程同时调用CreateSingleWtm方法
        {
            lock (syncRoot)
            {
                if (wtm == null) // 很关键，没有这个判断，进入的两个线程就可以创建两个实例了
                {
                    wtm = new WindowsTaskManager();
                }
            }
        }
        return wtm;
    }
}

最后再看一个所谓的饿汉式单例类：

using System;
using System.Threading;
/// <summary>
/// Singleton  sealed防止派生增加实例
/// </summary>
public sealed class WindowsTaskManager 
{
    private static readonly WindowsTaskManager wtm=new WindowsTaskManager();
    private WindowsTaskManager()
    {
    }
    public static WindowsTaskManager CreateSingleWtm()
    {
        return wtm;
    }
}