c# 设计模式有哪些 c#单例模式怎么写

C#单例模式有多种实现，推荐Lazy+readonly字段方案，线程安全且支持延迟初始化；Static class无法替代，因其不支持接口、继承、泛型约束、IDisposable及按需初始化。

单例模式在 C# 中不是“只有一种写法”，而是有多个变体，各自适用于不同场景；选错实现方式，轻则线程不安全，重则引发内存泄漏或初始化异常。

为什么不能直接用 static class 替代 Singleton？

static class 看似简单，但它无法实现接口、不能被继承、不能作为泛型约束类型参数，更关键的是——它会在程序集加载时立即初始化所有静态字段，哪怕你根本没用到它。而真正的单例应支持延迟初始化（lazy initialization）。

• static class 无法实现 IDisposable，资源释放不可控
• 单元测试时难以 mock 或替换依赖
• 若构造逻辑含副作用（如读配置、连数据库），提前触发会拖慢启动速度

C# 最推荐的单例写法：Lazy + readonly 字段

这是 .net 4.0+ 下线程安全、延迟加载、简洁可靠的首选方案。CLR 保证 Lazy 的初始化是线程安全的，且只执行一次。

public sealed class Logger {     private static readonly Lazy _instance = new Lazy(() => new Logger()); 
public static Logger Instance => _instance.Value;  private Logger() { } // 私有构造，防止外部 new
}

 Lazy 默认使用 LazyThreadSafetyMode.ExecutionAndPublication，无需额外加锁
构造函数保持 private，杜绝反射绕过（若需更强防护，可在构造中加 if (Interlocked.Increment(ref _initCount) != 1) throw）
不建议在 Instance getter 中做复杂逻辑，否则每次访问都可能触发隐式开销

什么时候该用双重检查锁定（double-Checked Locking）？
仅当你需要在 .NET 3.5 或更早版本运行，或必须控制初始化时机（比如要传参给构造函数），才考虑 DCL。它容易写错，常见坑包括：

忘记用 volatile 修饰实例字段，导致其他线程看到未完全构造的对象
lock 对象不是私有静态字段，造成锁粒度失控
在 lock 外部再次判空时，用了非 volatile 字段，引发重排序问题

public sealed class ConfigLoader {     private static volatile ConfigLoader _instance;     private static readonly object _lock = new object(); 
public static ConfigLoader Instance {     get     {         if (_instance == null)         {             lock (_lock)             {                 if (_instance == null)                     _instance = new ConfigLoader();             }         }         return _instance;     } }  private ConfigLoader() { }
}
Async 初始化的单例怎么处理？
如果构造过程需要异步操作（如从文件/网络加载配置），Lazy 不适用（它不支持 async 工厂）。此时应改用 AsyncLazy（需自行实现或引用 microsoft.visualstudio.Threading）。

不要在属性 getter 中直接 await —— 属性不能是 async 
暴露 Task 类型的静态成员（如 InstanceAsync），调用方负责 await
注意首次 await 可能阻塞，后续调用返回已完成 Task

真正难的不是写出一个“能跑”的单例，而是判断它是否该存在——大多数时候，你真正需要的是依赖注入容器（如 Microsoft.Extensions.DependencyInjection）管理生命周期，而不是手写单例。