C#のシングルトンクラスとは？実装方法とサンプルコードを解説

シングルトンクラスとは

シングルトンパターン（Singleton Pattern）は、クラスのインスタンスがアプリケーション内で1つだけ存在することを保証するデザインパターンです。データの割り当てやインスタンス化が一度だけ行われるため、メモリの無駄な消費を抑えることができます。

シングルトンクラスには通常のメソッドを持たせることが可能で、その唯一のインスタンスを通じてメソッドを呼び出します。

複数インスタンスの生成を防ぐ方法

クラスの複数のインスタンスが作成されるのを防ぐには、プライベートコンストラクタ（private constructor）を使用します。コンストラクタをprivateにすることで、外部からnewキーワードによるインスタンス生成ができなくなります。

public class Singleton {
    static Singleton b = null;
    private Singleton() {
    }
}

C#でのシングルトンクラスの実装例

以下は、C#でシングルトンクラスを実装し、そのメソッドを呼び出す完全なサンプルコードです。

using System;

class Singleton {
    public static readonly Singleton _obj = new Singleton();

    public void Display() {
        Console.WriteLine(true);
    }
    Singleton() {}
}

class Demo {
    public static void Main() {
        Singleton._obj.Display();
    }
}

出力結果：

True

コードのポイント

• static readonlyフィールドにより、インスタンスはクラスの初期化時に1度だけ生成されます。
• コンストラクタがprivateのため、外部からnew Singleton()と記述するとコンパイルエラーになります。
• 静的フィールド_objを経由して、唯一のインスタンスにアクセスします。

補足：スレッドセーフ性について

上記のようなstatic readonlyを使った実装は、.NETランタイムによって型の初期化が保証されるため、シンプルでありながらスレッドセーフです。マルチスレッド環境で利用する場合は、この方式かLazy<T>クラスを使用するのが推奨されます。