Singleton设计模式

保证类的实例只能有1个的设计模式，基本思想是通过静态成员变量和将类的构造函数私有化来实现的。例如在C/S的系统构造中，面对客户端的请求，通过一个负荷均衡器将请求分配到一个服务器进程，第一个客户端访问的时候创建负荷均衡器对象，以后所有再来访问的客户端都只能使用同一个负荷均衡器对象而不能重新创建。
在下面的例子中，通过使用负荷均衡器LoadBalancer这个单例类，同时提供ServerI，ServerII，ServerIII，ServerIV，ServerV 5个服务进程。面对客户端的请求，负荷均衡器随机选择一个服务进程提供给客户端。负荷均衡器只能有一个，所以不管有多少个客户端要求服务，都只能用一个负荷均衡器来提供服务。

    //Singleton设计模式
    class MainApp
    {
        static void Main()
        {
            //生成负荷均衡器对象
            LoadBalancer b1 = LoadBalancer.GetLoadBalancer();
            //取得负荷均衡器对象
            LoadBalancer b2 = LoadBalancer.GetLoadBalancer();
            //取得负荷均衡器对象
            LoadBalancer b3 = LoadBalancer.GetLoadBalancer();
            //取得负荷均衡器对象
            LoadBalancer b4 = LoadBalancer.GetLoadBalancer();

            // 判断是否是相同的负荷均衡器
            if (b1 == b2 && b2 == b3 && b3 == b4)
            {
                Console.WriteLine("Same instance\n");
            }
            // 演示15次客户端的请求，每次请求，负荷均衡器随机提供一个服务进程Server。
            LoadBalancer balancer = LoadBalancer.GetLoadBalancer();
            for (int i = 0; i < 15; i++)
            {
                string server = balancer.Server;
                Console.WriteLine("Dispatch Request to: " + server);
            }
            // Wait for user
            Console.ReadKey();
        }
    }
    /// 'Singleton'类：负荷均衡器类
    class LoadBalancer
    {
        //静态成员变量，保存负荷均衡器类的实例对象。
        private static LoadBalancer _instance;
        //服务器进程队列。
        private List _servers = new List();
        //随机数产生器，用来随机提供一个服务器进程
        private Random _random = new Random();
        // 同步对象
        private static object syncLock = new object();
        // 保护的构造函数，添加5个服务进程。
        protected LoadBalancer()
        {
            //构建可用的服务
            _servers.Add("ServerI");
            _servers.Add("ServerII");
            _servers.Add("ServerIII");
            _servers.Add("ServerIV");
            _servers.Add("ServerV");
        }
        //负荷均衡器的创建只能通过该函数生成。
        public static LoadBalancer GetLoadBalancer()
        {
            //保证类的实例只有一个
            if (_instance == null)
            {
                //保证类的生成和检测能一次执行完毕不受其他线程影响（支持多线程）
                lock(syncLock)
                {
                    //如果没有创建该实例则创建
                    if (_instance == null)
                    {
                        _instance = new LoadBalancer();
                    }
                }
            }
            //返回类的实例。
            return _instance;
        }
        // 随机取得一个服务进程。
        public string Server
        {
            get
            {
                int r = _random.Next(_servers.Count);
                return _servers[r].ToString();
            }
        }
    }

执行结果(负荷均衡器随机从5个服务进程中选择一个提供给客户端的使用的原因，每次执行结果不一定相同):
Dispatch Request to: ServerII
Dispatch Request to: ServerII
Dispatch Request to: ServerII
Dispatch Request to: ServerII
Dispatch Request to: ServerV
Dispatch Request to: ServerIV
Dispatch Request to: ServerII
Dispatch Request to: ServerII
Dispatch Request to: ServerII
Dispatch Request to: ServerIV
Dispatch Request to: ServerV
Dispatch Request to: ServerIII
Dispatch Request to: ServerIII
Dispatch Request to: ServerIII
Dispatch Request to: ServerI