Was ist das Singleton-Designmuster?

Das Singleton-Muster stellt sicher, dass eine Klasse nur eine Instanz hat, und bietet einen globalen Zugriffspunkt darauf.

Es wird verwendet, wenn nur eine Instanz einer Ressource benötigt wird, z.B.:

• Konfigurationsmanager
• Datenbankverbindungspool
• Logger

Implementierungen:

• Lazy Initialization: Die Instanz wird bei der ersten Verwendung erstellt.

  public sealed class Singleton
  {
      private static Singleton? instance = null;
      private static readonly object lockObject = new object();
  
      private Singleton() { } // Privater Konstruktor
  
      public static Singleton Instance
      {
          get
          {
              if (instance == null)
              {
                  lock (lockObject)
                  {
                      if (instance == null)
                      {
                          instance = new Singleton();
                      }
                  }
              }
              return instance;
          }
      }
  }
  

• Statische Initialisierung: Die Instanz wird beim Laden der Klasse erstellt.

  public sealed class Singleton
  {
      private static readonly Singleton instance = new Singleton();
  
      private Singleton() { } // Privater Konstruktor
  
      public static Singleton Instance
      {
          get
          {
              return instance;
          }
      }
  }
  

  Vorteil: Standardmäßig threadsicher, einfachere Implementierung. Nachteil: Die Instanz wird erstellt, auch wenn sie nicht verwendet wird.

• Mit Lazy<T>:.NET Framework bietet integrierte Unterstützung für Lazy-Initialisierung.

  public sealed class Singleton
  {
      private static readonly Lazy<Singleton> lazyInstance = new Lazy<Singleton>(() => new Singleton());
  
      private Singleton() { } // Privater Konstruktor
  
      public static Singleton Instance
      {
          get
          {
              return lazyInstance.Value;
          }
      }
  }
  

  Vorteil: Thread-Sicherheit und Lazy-Initialisierung out-of-the-box, sauberer Code.

Vorteile des Singleton:

• Kontrolle über die Anzahl der Instanzen.
• Globaler Zugriffspunkt.
• Lazy-Initialisierung (bei einigen Implementierungen).

Nachteile des Singleton:

• Kann das Prinzip der einzigen Verantwortung verletzen.
• Erschwert Unit-Testing.
• Kann zu starker Kopplung im Code führen.