一、基本概念
单例设计模式，是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中，应用该模式的类一个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例。
单例模式是设计模式中最简单的形式之一。这一模式的目的是使得类的一个对象成为系统中的唯一实例。要实现这一点，可以从客户端对其进行实例化开始。因此需要用一种只允许生成对象类的唯一实例的机制，“阻止”所有想要生成对象的访问。使用工厂方法来限制实例化过程。这个方法应该是静态方法（类方法），因为让类的实例去生成另一个唯一实例毫无意义。
二、类结构图
三、构建方式
通常单例模式在Java语言中，有两种构建方式：
- 懒汉方式。指全局的单例实例在第一次被使用时构建。
- 饿汉方式。指全局的单例实例在类装载时构建。
要点
一是单例模式的类只提供私有的构造函数；
二是类定义中含有一个该类的静态私有对象；
三是该类提供了一个静态的公有的函数用于创建或获取它本身的静态私有对象。
三、分析
优点
一、实例控制
单例模式会阻止其他对象实例化其自己的单例对象的副本，从而确保所有对象都访问唯一实例。
二、灵活性
因为类控制了实例化过程，所以类可以灵活更改实例化过程。
缺点
一、开销
虽然数量很少，但如果每次对象请求引用时都要检查是否存在类的实例，将仍然需要一些开销。可以通过使用静态初始化解决此问题。
二、可能的开发混淆
使用单例对象（尤其在类库中定义的对象）时，开发人员必须记住自己不能使用new关键字实例化对象。因为可能无法访问库源代码，因此应用程序开发人员可能会意外发现自己无法直接实例化此类。
三、对象生存期
不能解决删除单个对象的问题。在提供内存管理的语言中（例如基于.NET Framework的语言），只有单例类能够导致实例被取消分配，因为它包含对该实例的私有引用。在某些语言中（如 C++），其他类可以删除对象实例，但这样会导致单例类中出现悬浮引用。
四、示例
示例一：立即加载 / “饿汉模式”
立即加载就是使用类的时候已经将对象创建完毕（不管以后会不会使用到该实例化对象，先创建了再说。很着急的样子，故又被称为“饿汉模式”），常见的实现办法就是直接new实例化。
public class Singleton {
// 将自身实例化对象设置为一个属性，并用static、final修饰
private static final Singleton instance = new Singleton();
// 构造方法私有化
private Singleton() {}
// 静态方法返回该实例
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
“饿汉模式”的优缺点：
优点：实现起来简单，没有多线程同步问题。
缺点：当类SingletonTest被加载的时候，会初始化static的instance，静态变量被创建并分配内存空间，从这以后，这个static的instance对象便一直占着这段内存（即便你还没有用到这个实例），当类被卸载时，静态变量被摧毁，并释放所占有的内存，因此在某些特定条件下会耗费内存。
示例二：延迟加载 / “懒汉模式”
延迟加载就是调用get()方法时实例才被创建（先不急着实例化出对象，等要用的时候才给你创建出来。不着急，故又称为“懒汉模式”），常见的实现方法就是在get方法中进行new实例化。
public class Singleton {
// 将自身实例化对象设置为一个属性，并用static修饰
private static Singleton instance;
// 构造方法私有化
private Singleton() {}
// 静态方法返回该实例
public static Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
“懒汉模式”的优缺点：
优点：实现起来比较简单，当类SingletonTest被加载的时候，静态变量static的instance未被创建并分配内存空间，当getInstance方法第一次被调用时，初始化instance变量，并分配内存，因此在某些特定条件下会节约了内存。
缺点：在多线程环境中，这种实现方法是完全错误的，根本不能保证单例的状态。
示例三：线程安全的“懒汉模式”
public class Singleton {
// 将自身实例化对象设置为一个属性，并用static修饰
private static Singleton instance;
// 构造方法私有化
private Singleton() {}
// 静态方法返回该实例，加synchronized关键字实现同步
public static synchronized Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
优点：在多线程情形下，保证了“懒汉模式”的线程安全。
缺点：众所周知在多线程情形下，synchronized方法通常效率低，显然这不是最佳的实现方案。
示例四：DCL双检查锁机制（DCL：double checked locking）
public class Singleton {
// 将自身实例化对象设置为一个属性，并用static修饰
private static Singleton instance;
// 构造方法私有化
private Singleton() {}
// 静态方法返回该实例
public static Singleton getInstance() {
// 第一次检查instance是否被实例化出来，如果没有进入if块
if(instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
// 某个线程取得了类锁，实例化对象前第二次检查instance是否已经被实例化出来，如果没有，才最终实例出对象
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
方法四算是单例模式的最佳实现方式。内存占用率高，效率高，线程安全，多线程操作原子性。
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