C#单例模式详解（懒加载实现与线程安全指南）

什么是懒加载单例？

懒加载单例指的是：单例对象的实例不是在程序启动时就创建，而是在第一次被请求时才被初始化。这种方式可以延迟资源消耗，特别适用于那些创建成本较高、但可能不会被使用的对象。

基础版懒加载单例（非线程安全）

我们先来看一个最简单的懒加载实现：

public class SimpleSingleton{    // 私有静态字段，用于保存唯一实例    private static SimpleSingleton _instance;    // 私有构造函数，防止外部实例化    private SimpleSingleton() { }    // 公共静态属性，提供全局访问点    public static SimpleSingleton Instance    {        get        {            if (_instance == null)            {                _instance = new SimpleSingleton();            }            return _instance;        }    }}

这个实现看起来没问题，但在多线程环境下可能会出问题：如果有两个线程同时调用 Instance 属性，且此时 _instance 为 null，那么两个线程都可能进入 if 块并各自创建一个实例，这就破坏了单例的“唯一性”原则。

线程安全的懒加载单例

为了保证在多线程环境下的安全性，我们可以使用 lock 关键字来同步访问：

public class ThreadSafeSingleton{    private static ThreadSafeSingleton _instance;    private static readonly object _lock = new object();    private ThreadSafeSingleton() { }    public static ThreadSafeSingleton Instance    {        get        {            if (_instance == null)            {                lock (_lock)                {                    if (_instance == null)                    {                        _instance = new ThreadSafeSingleton();                    }                }            }            return _instance;        }    }}

这里采用了“双重检查锁定”（Double-Checked Locking）模式：第一次检查避免不必要的加锁开销，第二次在锁内再次检查确保只有一个线程能创建实例。这是经典的线程安全单例实现方式。

更优雅的方式：使用 Lazy<T>

从 .NET Framework 4.0 开始，C# 提供了 System.Lazy<T> 类，它内置了线程安全的懒加载机制，代码更简洁、更安全：

public class LazySingleton{    private static readonly Lazy<LazySingleton> _lazyInstance =        new Lazy<LazySingleton>(() => new LazySingleton());    private LazySingleton() { }    public static LazySingleton Instance => _lazyInstance.Value;}

这种方式不仅代码简洁，而且默认就是线程安全的（除非你显式指定 isThreadSafe: false）。它是现代 C# 开发中推荐的C#单例模式实现方式。

总结

- 如果你的应用是单线程的，简单懒加载即可；
- 如果涉及多线程，务必使用线程安全的实现；
- 推荐优先使用 Lazy<T> 方式，它兼顾性能、安全性和可读性。

掌握 C#设计模式中的单例模式，尤其是其懒加载实现，对于构建高性能、低耦合的应用程序至关重要。希望本教程能帮助你轻松理解并正确应用这一经典模式！