轉自：https://blog.csdn.net/u012909091/article/details/38225733

要想正確理解設計模式，首先必須明確它是為了解決什麼問題而提出來的。

——Shulin

       單例模式屬於設計模式中的建立模式，即建立物件時，不再由我們直接例項化物件，而是根據特定場景，由程式來確定建立物件的方式，從而保證更大的效能、更好的架構優勢。

1、概念

        單例模式確保某個類只有一個例項，而且自行例項化並向整個系統提供這個例項。選擇單例模式就是為了避免不一致狀態。

       Singleton模式看起來簡單，使用方法也很方便，但是真正用好，是非常不容易，需要對Java的類 執行緒 記憶體等概念有相當的瞭解。

       總之：如果你的應用基於容器，那麼Singleton模式少用或者不用，可以使用相關替代技術。

2、特點

   1）單例類只能有一個例項

     2）單例類必須自己建立自己的唯一例項

     3）單例類必須給所有其他物件提供這一例項

3、應用舉例

    在很多操作中，比如建立目錄、資料庫連線都需要這樣的單執行緒操作。還有, singleton能夠被狀態化; 這樣，多個單態類在一起就可以作為一個狀態倉庫一樣向外提供服務，比如，你要論壇中的帖子計數器，每次瀏覽一次需要計數，單態類能否保持住這個計數，並且能synchronize的安全自動加1，如果你要把這個數字永久儲存到資料庫，你可以在不修改單態介面的情況下方便的做到。

    在計算機系統中，執行緒池、快取、日誌物件、對話方塊、印表機、顯示卡的驅動程式物件常被設計成單例。這些應用都或多或少具有資源管理器的功能。每臺計算機可以有若干個印表機，但只能有一個Printer Spooler，以避免兩個列印作業同時輸出到印表機中。每臺計算機可以有若干通訊埠，系統應當集中管理這些通訊埠，以避免一個通訊埠同時被兩個請求同時呼叫。

4、實現

    幾種常見單例模式實現方法。通用的單例模式建立思想：

1）使用private修改該類構造器，從而將其隱藏起來，避免程式自由建立該類例項

        2）提供一個public方法獲取該類例項，且此方法必須使用static修飾（呼叫之前還不存在物件，因此只能用類呼叫）

        3）該類必須快取已經建立的物件，否則該類無法知道是否曾經建立過例項，也就無法保證只建立一個例項。為此，該類需要一個靜態屬性來保持曾經建立的例項。

4.1、餓漢模式

基本結構：

public class EagerSingleton {
    private static EagerSingleton instance = new EagerSingleton();
    /**
     * 私有預設構造方法
     */
    private EagerSingleton(){}
    /**
     * 靜態工廠方法
     */
    public static EagerSingleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

   餓漢式是一種比較形象的稱謂。既然餓，那麼在建立物件例項的時候就比較著急，於是在裝載類的時候就建立物件例項。餓漢式是典型的空間換時間，當類裝載的時候就會建立類的例項，不管你用不用，先創建出來，然後每次呼叫的時候，就不需要再判斷，節省了執行時間。

4.2、懶漢模式

基本結構：

package org.zsl.designmode;
/**
 * 懶漢式，需要的時候才建立，典型的時間換空間
 * @author ZSL
 *
 */
public class LazySingleton {
	//靜態屬性用來快取建立例項
	private static LazySingleton instance = null;
	//私有構造方法避免程式自由建立例項
	private LazySingleton(){}
	//靜態公共方法用於取得該類例項
	public static synchronized LazySingleton getLazySingletonInstance(){
		if(instance == null){
			instance = new LazySingleton();
		}
		return instance;
	}
}

    上面的懶漢式單例類實現裡對靜態工廠方法使用了同步化，以處理多執行緒環境。

    懶漢式其實是一種比較形象的稱謂。既然懶，那麼在建立物件例項的時候就不著急。會一直等到馬上要使用物件例項的時候才會建立，懶人嘛，總是推脫不開的時候才會真正去執行工作，因此在裝載物件的時候不建立物件例項。

　　懶漢式是典型的時間換空間,就是每次獲取例項都會進行判斷，看是否需要建立例項，浪費判斷的時間。當然，如果一直沒有人使用的話，那就不會建立例項，則節約記憶體空間

　　由於懶漢式的實現是執行緒安全的，這樣會降低整個訪問的速度，而且每次都要判斷。那麼有沒有更好的方式實現呢？

4.3、雙重檢查加鎖

    可以使用“雙重檢查加鎖”的方式來實現，就可以既實現執行緒安全，又能夠使效能不受很大的影響。

　　“雙重檢查加鎖”指的是：並不是每次進入getInstance方法都需要同步，而是先不同步，進入方法後，先檢查例項是否存在，如果不存在才進行下面的同步塊，這是第一重檢查，進入同步塊過後，再次檢查例項是否存在，如果不存在，就在同步的情況下建立一個例項，這是第二重檢查。這樣一來，就只需要同步一次了，從而減少了多次在同步情況下進行判斷所浪費的時間。

　　“雙重檢查加鎖”機制的實現會使用關鍵字volatile，它的意思是：被volatile修飾的變數的值，將不會被本地執行緒快取，所有對該變數的讀寫都是直接操作共享記憶體，從而確保多個執行緒能正確的處理該變數。

注意：在java1.4及以前版本中，很多JVM對於volatile關鍵字的實現的問題，會導致“雙重檢查加鎖”的失敗，因此“雙重檢查加鎖”機制只只能用在java5及以上的版本。

package org.zsl.designmode;
/**
 * 雙重檢查加鎖，既實現執行緒安全，又能夠使效能不受很大的影響
 * @author ZSL
 *
 */
public class Singleton {
	//被volatile修飾的變數的值，將不會被本地執行緒快取，所有對該變數的讀寫都是直接操作共享記憶體，從而確保多個執行緒能正確的處理該變數。
	private volatile static Singleton instance = null;
	//私有構造方法
	private Singleton(){};
	//公共靜態方法獲取例項
	public static Singleton getSingletonInstance(){
		if(instance == null){	//先檢查例項是否存在，不存在，在進行同步
			synchronized (Singleton.class) {	//同步塊，執行緒安全的建立例項
				if(instance == null){	//再次檢查例項是否存在，如果不存在才真正的建立例項
					instance = new Singleton();
				}
			}
			
		}
		return instance;
	}
	
}

這種實現方式既可以實現執行緒安全地建立例項，而又不會對效能造成太大的影響。它只是第一次建立例項的時候同步，以後就不需要同步了，從而加快了執行速度。

　　提示：由於volatile關鍵字可能會遮蔽掉虛擬機器中一些必要的程式碼優化，所以執行效率並不是很高。因此一般建議，沒有特別的需要，不要使用。也就是說，雖然可以使用“雙重檢查加鎖”機制來實現執行緒安全的單例，但並不建議大量採用，可以根據情況來選用。