概念：
java中單例模式是一種常見的設計模式，單例模式的寫法有好幾種，這里主要介紹兩種：懶漢式、餓漢式。
單例模式有以下特點：
1、單例類只能有一個實例。
2、單例類必須自己創建自己的唯一實例。
3、單例類必須給所有其他對象提供這一實例。
實現方式：
a） 將被實現的類的構造方法設計成private的。
b） 添加此類引用的靜態成員變量，并為其實例化。
c） 在被實現的類中提供公共的CreateInstance函數，返回實例化的此類,就是b中的靜態成員變量。
餓漢式：
//餓漢式單例類.在類初始化時，已經自行實例化
public class Singleton1 {
private Singleton1() {}
private static final Singleton1 single = new Singleton1();
//靜態工廠方法
public static Singleton1 getInstance() {
return single;
}
}
懶漢式：
//懶漢式單例類.在第一次調用的時候實例化自己
public class Singleton {
private Singleton() {}
private static Singleton single=null;
//靜態工廠方法
public static Singleton getInstance() {
if (single == null) {
single = new Singleton();
}
return single;
}
}
懶漢式是線程不安全的，并發環境下很可能出現多個Singleton實例，要實現線程安全，有以下三種方式，都是對getInstance這個方法改造：
1、在getInstance方法上加同步
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (single == null) {
single = new Singleton();
}
return single;
}
2、雙重檢查鎖定
public static Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
3、靜態內部類
public class Singleton {
private static class LazyHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
private Singleton (){}
public static final Singleton getInstance() {
return LazyHolder.INSTANCE;
}
}
這種比上面1、2都好一些，既實現了線程安全，又避免了同步帶來的性能影響。
餓漢式和懶漢式區別
1、線程安全：
餓漢式天生就是線程安全的，可以直接用于多線程而不會出現問題，
懶漢式本身是非線程安全的，為了實現線程安全有幾種寫法，分別是上面的1、2、3，這三種實現在資源加載和性能方面有些區別。
2、資源加載和性能：
餓漢式在類創建的同時就實例化一個靜態對象出來，不管之后會不會使用這個單例，都會占據一定的內存，但是相應的，在第一次調用時速度也會更快，因為其資源已經初始化完成，而懶漢式顧名思義，會延遲加載，在第一次使用該單例的時候才會實例化對象出來，第一次調用時要做初始化，如果要做的工作比較多，性能上會有些延遲，之后就和餓漢式一樣了。
至于1、2、3這三種實現又有些區別，
第1種，在方法調用上加了同步，雖然線程安全了，但是每次都要同步，會影響性能，畢竟99%的情況下是不需要同步的。
第2種，在getInstance中做了兩次null檢查，確保了只有第一次調用單例的時候才會做同步，這樣也是線程安全的，同時避免了每次都同步的性能損耗。
第3種，利用了classloader的機制來保證初始化instance時只有一個線程，所以也是線程安全的，同時沒有性能損耗，所以一般我傾向于使用這一種。
實例分析
以下是一個單例類使用的例子，以懶漢式為例，這里為了保證線程安全，使用了雙重檢查鎖定的方式：
//懶漢式單例
public class TestSingleton {
String name = null;
private TestSingleton() {}
private static volatile TestSingleton instance = null;
public static TestSingleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (TestSingleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new TestSingleton();
}
}
}
return instance;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public void printInfo() {
System.out.println("the name is " + name);
}
}
測試：
public class TMain {
public static void main(String[] args){
TestStream ts1 = TestSingleton.getInstance();
ts1.setName("jason");
TestStream ts2 = TestSingleton.getInstance();
ts2.setName("0539");
ts1.printInfo();
ts2.printInfo();
if(ts1 == ts2){
System.out.println("創建的是同一個實例");
}else{
System.out.println("創建的不是同一個實例");
}
}
}
運行結果：
結論：由結果可以得知單例模式為一個面向對象的應用程序提供了對象惟一的訪問點，不管它實現何種功能，整個應用程序都會同享一個實例對象。
單例模式的優缺點：
優點：
1.在單例模式中，活動的單例只有一個實例，對單例類的所有實例化得到的都是相同的一個實例。這樣就 防止其它對象對自己的實例化，確保所有的對象都訪問一個實例
2.單例模式具有一定的伸縮性，類自己來控制實例化進程，類就在改變實例化進程上有相應的伸縮性。
3.提供了對唯一實例的受控訪問。
4.由于在系統內存中只存在一個對象，因此可以 節約系統資源，當 需要頻繁創建和銷毀的對象時單例模式無疑可以提高系統的性能。
5.允許可變數目的實例。
6.避免對共享資源的多重占用。
缺點：
1.不適用于變化的對象，如果同一類型的對象總是要在不同的用例場景發生變化，單例就會引起數據的錯誤，不能保存彼此的狀態。
2.由于單利模式中沒有抽象層，因此單例類的擴展有很大的困難。
3.單例類的職責過重，在一定程度上違背了“單一職責原則”。
4.濫用單例將帶來一些負面問題，如為了節省資源將數據庫連接池對象設計為的單例類，可能會導致共享連接池對象的程序過多而出現連接池溢出；如果實例化的對象長時間不被利用，系統會認為是垃圾而被回收，這將導致對象狀態的丟失。
使用注意事項：
1.使用時不能用反射模式創建單例，否則會實例化一個新的對象
2.使用懶單例模式時注意線程安全問題
3.單例模式和懶單例模式構造方法都是私有的，因而是不能被繼承的，有些單例模式可以被繼承（如登記式模式）
適用場景：
單例模式只允許創建一個對象，因此節省內存，加快對象訪問速度，因此對象需要被公用的場合適合使用，如多個模塊使用同一個數據源連接對象等等。如：
1.需要頻繁實例化然后銷毀的對象。
2.創建對象時耗時過多或者耗資源過多，但又經常用到的對象。
3.有狀態的工具類對象。
4.頻繁訪問數據庫或文件的對象。
以下都是單例模式的經典使用場景：
1.資源共享的情況下，避免由于資源操作時導致的性能或損耗等。如上述中的日志文件，應用配置。
2.控制資源的情況下，方便資源之間的互相通信。如線程池等。
應用場景舉例：
1.外部資源：每臺計算機有若干個打印機，但只能有一個PrinterSpooler，以避免兩個打印作業同時輸出到打印機。內部資源：大多數軟件都有一個（或多個）屬性文件存放系統配置，這樣的系統應該有一個對象管理這些屬性文件
- Windows的TaskManager（任務管理器）就是很典型的單例模式（這個很熟悉吧），想想看，是不是呢，你能打開兩個windows task manager嗎？ 不信你自己試試看哦~
- windows的Recycle Bin（回收站）也是典型的單例應用。在整個系統運行過程中，回收站一直維護著僅有的一個實例。
- 網站的計數器，一般也是采用單例模式實現，否則難以同步。
- 應用程序的日志應用，一般都何用單例模式實現，這一般是由于共享的日志文件一直處于打開狀態，因為只能有一個實例去操作，否則內容不好追加。
- Web應用的配置對象的讀取，一般也應用單例模式，這個是由于配置文件是共享的資源。
- 數據庫連接池的設計一般也是采用單例模式，因為數據庫連接是一種數據庫資源。數據庫軟件系統中使用數據庫連接池，主要是節省打開或者關閉數據庫連接所引起的效率損耗，這種效率上的損耗還是非常昂貴的，因為何用單例模式來維護，就可以大大降低這種損耗。
- 多線程的線程池的設計一般也是采用單例模式，這是由于線程池要方便對池中的線程進行控制。
- 操作系統的文件系統，也是大的單例模式實現的具體例子，一個操作系統只能有一個文件系統。
- HttpApplication 也是單例的典型應用。熟悉ASP.Net(IIS)的整個請求生命周期的人應該知道HttpApplication也是單例模式，所有的HttpModule都共享一個HttpApplication實例.
