尽管在某种程度上，单件模式是限制而不是改进类的创建，但它仍和其他创建模式分在一组。单件模式可以保证一类有且只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点，在程序设计过程中，有很多情况需要确保一个类只能有一个实例。例如系统中能有一个窗口管理器，一个数据库引擎的访问点。PC机中可能有几个串口，但只能有一个COM1实例。
使用静态方法创建单件 让一个类只有一个实例，最容易的方法就是在类中嵌入一个静态变量，并在第一个类实例中设置改变量，而且每次进入构造函数都要检查。不管类有多少实例，静态变量只能有一个实例。为了防止类被多次实例化，我们把构造函数声明为私有的，这样只能在类的静态方法里创建一个实例。下面创建一个getSpooler方法，返回Spooler的一个实例，如果类已经被实例化，返回值为null。1 using System; 2 3 namespace GlobalSpooler 4 { 5 /// 6 /// Summary description for Spooler. 7 /// 8 public class Spooler { 9 private static bool instance_flag= false; 10 private Spooler() { 11 } 12 public static Spooler getSpooler() { 13 if (! instance_flag) 14 return new Spooler (); 15 else 16 return null; 17 } 18 19 } 20 } 这中方法的主要优点是，如果单件存在了，不需要考虑异常处理，因为只不过getSpooler方法返回一个空值而已。
1 Spooler sp1 = Spooler.getSpooler(); 2 if (sp1 != null) 3 Console.WriteLine ("Got 1 spooler"); 4 Spooler sp2 = Spooler.getSpooler (); 5 if (sp2 == null) 6 Console.WriteLine ("Can\'t get spooler"); 如果视图直接创建Spoolet类的实例，编译会失败，因为构造函数被声明为私有的。
1 //fails at compile time 2 Spooler sp3 = new Spooler ();
最后，如果需要修改程序，允许该类有两个或者三个实例，则修改spooler类可以很容易实现这一点。
异常与实例 前面方法有个缺点，需要程序员检查方法的返回值，以确保它不为空。让程序员始终记得去检查错误的设想是导致失败的开始，应该尽量避免。我们换种方法，创建一个这样的类，如果视图多次实例化该类，它会抛出一个异常，这时才需要程序员采取行动，因而这时一个安全的方法，这里先为这个例子创建异常类。1 using System; 2 3 namespace singleSpooler 4 { 5 /// 6 /// Summary description for SingletonException. 7 /// 8 public class SingletonException:Exception { 9 //new exception type for singleton classes 10 public SingletonException(string s):base(s) { 11 } 12 } 13 } 抛出异常
接下来给出PrintSpooler类的框架。这里略去打印方法，只集中在单件模式1 using System; 2 3 namespace singleSpooler 4 { 5 /// 6 /// Prototype of Spooler Singleton 7 /// such that only one instane can ever exist. 8 /// 9 public class Spooler { 10 static bool instance_flag = false; //true if one instance 11 public Spooler() { 12 if (instance_flag) 13 throw new SingletonException("Only one printer allowed"); 14 else 15 instance_flag=true; //set flag for one instance 16 Console.WriteLine ("printer opened"); 17 } 18 } 19 } 创建一个实例
我们已经在PrintSpooler类里创建了一个简单的单件模式，接下来就去了解如果使用它1 using System; 2 3 namespace singleSpooler 4 { 5 /// 6 /// Summary description for Class1. 7 /// 8 public class singleSpooler { 9 static void Main(string[] args) { 10 Spooler pr1, pr2; 11 //open one printer--this should always work 12 Console.WriteLine ("Opening one spooler"); 13 try { 14 pr1 = new Spooler(); 15 } 16 catch (SingletonException e) { 17 Console.WriteLine (e.Message); 18 } 19 //try to open another printer --should fail 20 Console.WriteLine ("Opening two spoolers"); 21 try{ 22 pr2 = new Spooler(); 23 } 24 catch (SingletonException e) { 25 Console.WriteLine (e.Message); 26 } 27 } 28 } 29 } 执行结果
提供一个单件的全局访问点
由于使用电击模式提供一个类的全局访问点，即使C#中没有全局变量，设计程序是也必须为整个程序提供引用单件方法。一种解决方案是在程序的开头创建单件模式，并将其作为参数传递到使用它的类中。这种方法的 缺点是，在某次程序运行中，可能不需要所有的单件，这样会影响程序的性能。1 prl = iSpooler.Instance(); 2 Customers cust = new Customers(prl);
另一种更灵活的解决方案是，在程序中创建一个所有单件类的注册表，并使用注册表始终是可用的，每一次实例化一个组件，都将其记录在注册表中。程序的任何部分都是用标示符串访问任何一个单件实例，并能取回相应的实例变量。注册表的缺点是减少了类型检查，因为注册表中的单件可能把所有的单件都保存成对象型，例如，Hashtable中的对象类型，另外，注册表本身可能也是一个单件，必须使用构造函数或者其他set函数吧它传递给程序的所有部分。提供一个全局访问点的最常用的方式就是使用类的静态方法。类名始终是可用的，静态方法只能由类调用不能由类的实例调用，所以不管程序中有多少方法调用该方法，永远只能有一个这样的实例。
单例模式的其他效果1.子类化一个单件很难，因为只有在基类单件没有实例化时，才能实现这一点。2.可能很容易修改一个单件，使它有少数几个实例，这样做事允许的而且有意义的。