概念

一個類有且僅有一個例項，並自行例項化向整個系統提供這個例項。

使用場景

確保某個類有且僅有一個類的例項（物件），避免產生過多的例項消耗資源，或者某些需求中，只需一個物件的情況。譬如，
IO操作或者資料庫連線類的相關物件，對效能消耗過大地操作，或者頻繁地建立和銷燬的物件，就需要考慮是否使用該模式。

特點

1. 建構函式不對外開放，修飾符為private；
2. 單例類的例項（物件）有且僅有一個，尤其是多執行緒中；
3. 確保單例類物件在反序列化時不會重新構建物件；

4. 單例類必須自己建立自己的唯一例項（通過靜態方法或者列舉返回單例類例項）。

   注意：getInstance()方法中需要使用同步鎖 synchronized (Singleton.class) 防止多執行緒同時進入造成instance被多次例項化。

優點

1. 系統記憶體裡只有一個物件例項，降低記憶體消耗；
2. 避免對資源的多重佔用，比如對檔案的讀寫。

缺點

1. 沒有介面，也無法繼承；
2. 不符合單一職責原則，一個類應該只關心內部實現邏輯，而不應該關心外部如何去例項化它；

簡單示例

public class SingletonClass {
    // 建立SingletonClass例項
    private static SingletonClass singleInstance = new SingletonClass();

    // 私有的建構函式，防止通過建構函式例項化物件
    private SingletonClass
 
(){}

    // 獲取例項
    public static SingletonClass getInstance() {
        return singleInstance;
    }  
} 

呼叫方式

public class SingletonPatternTest {
   public static void main(String[] args) {
      //獲取唯一可用的物件
      SingletonClass singletonObj = SingletonClass.getInstance();
   }
}

其他實現方式

• 懶漢模式一

  懶漢模式是宣告一個靜態物件，並且在使用者第一次呼叫getInstance時進行初始化。這種方式是最基本的實現方式，由於沒有加同步鎖 synchronized，所以它不支援多執行緒。嚴格來講，算不上單例模式。

// 懶漢模式一，不要求執行緒安全，不適用於多執行緒中
public class SingletonClass {
    private static SingletonClass singleInstance;

    private SingletonClass(){}

    public static SingletonClass getInstance() {
        if (null == singleInstance) {
            singleInstance = new SingletonClass();
        }
        return singleInstance;
    }  
} 

• 懶漢模式二

  此方式添加了同步鎖 synchronized，所以它能夠支援多執行緒。但是，效率很低，99% 情況下不需要同步。

// 懶漢模式二，要求執行緒安全，適用於多執行緒中
public class SingletonClass {
    private static SingletonClass singleInstance;

    private SingletonClass(){}

    public static synchronized SingletonClass getInstance() {
        if (null == singleInstance) {
            singleInstance = new SingletonClass();
        }
        return singleInstance;
    }  
} 

總結：懶漢模式的優點是單例只有在使用時才被例項化，在一定程度上節約了資源開銷；缺點是第一次載入時需要即時進行例項化，反應稍慢，
而且每次呼叫getInstance都進行同步，造成不必要的同步開銷，這種模式不推薦使用。

• 餓漢模式

  此模式基於classloader機制避免了多執行緒的同步問題，但是，instance在載入的時候就已經例項化了，導致類裝載的方式有很多種，在單例模式中，大多數都是呼叫getInstance方法導致的，當然也不排除其他方式（或者其他靜態方法）導致類裝載。這時候初始化顯然是沒有達到懶載入的效果。

public class SingletonClass {
    private static SingletonClass singleInstance = new SingletonClass();

    private SingletonClass(){}

    public static SingletonClass getInstance() {        
        return singleInstance;
    }  
} 

總結：
    優點：沒有同步鎖，執行效率高；
    缺點：類載入時就初始化，浪費記憶體資源；

• Double Checke Lock（DCL）雙重校驗鎖/雙檢鎖模式

  此模式採用雙鎖機制，安全且在多執行緒情況下能保持高效能。既能在需要的時才初始化單例，又能保證執行緒安全，且物件例項化後呼叫getInstance不進行同步鎖。getInstance()的效能對應用程式很關鍵。

public class SingletonClass {

    private static SingletonClass singleInstance = null;

    private SingletonClass(){}

    public static SingletonClass getInstance() {
        if (null == singleInstance) {// 避免不必要的同步
            synchronized (SingletonClass.class) {
                if (null == singleInstance) {// 在未例項化的情況下才建立例項
                    singleInstance = new SingletonClass();
                }
            }
        }

        return singleInstance;
    }  
} 

總結：
    DCL優點：資源利用率高，第一次執行getInstance時單例物件才會被初始化，效率高。

    DCL缺點：第一次載入反應稍慢，也由於Java記憶體模型的原因偶爾會失敗（Java編譯器允許處理器亂序執行程式指令，JDK1.6後修復），
    在高併發情況下也有一定的缺陷，但是發生頻率很小。

    此模式是使用最多的單例實現方式，它能夠在需要時才例項化單例物件，並且能夠在絕大多數場景中保證單例物件的唯一性，
    除非你的程式碼在併發場景比較複雜或低於JDK6版本下使用，否則，此方式一般能夠滿足需求。

• 靜態內部類模式

  靜態內部類模式主要用於彌補DCL模式的缺陷（即DCL失效）。

public class SingletonClass {

    private SingletonClass(){}

    public static SingletonClass getInstance() {
        return SingletonHolder.singleInstance;
    }

    /** 靜態內部類 */
    private static class SingletonHolder {
        private static final SingletonClass singleInstance = new SingletonClass();
    } 
} 

總結：
    靜態內部類模式，首次載入SingletonClass類時並不會初始化singleInstance，
    只有在第一次的呼叫getInstance()方法時才會載入SingletonHolder類，這種方式不僅能夠確保執行緒安全，
    也能夠保證單例物件的唯一性，同時也延遲了單例的例項化。推薦使用的單例模式。

• 列舉模式

  列舉模式是最簡單的單例實現方式，也是最佳的單例實現方式。簡潔，自動支援序列化機制，絕對防止多次例項化。由於 JDK1.5 之後才加入 enum 特性，用這種方式寫不免讓人感覺生疏，在實際工作中，也很少用。

public enum SingletonClass {
    INSTANCE;
    public void doSth() {
        // TO DO
    }
} 

總結：列舉單例模式的最大優點就是寫法非常簡單。列舉在Java中與普通的類一樣，不僅能夠有欄位，還能夠有自己的方法，
最重要的是預設列舉例項的建立是執行緒安全的，並且在任何情況下都是一個單例。

• 容器模式

  容器模式，是將不同的單例物件放在Map中，通過key獲取物件對應的型別的物件。程式碼如下：

public class SingletonClass {

    private static Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();

    private SingletonClass() {}

    public static void registerService(String key, Object instance) {
        if (!map.containsKey(key)) {
            map.put(key, instance);
        }
    }

    public static Object getService(String key) {
        return map.get(key);
    }
} 

總結：容器模式可以管理多種型別的單例，並且在使用時可以通過統一的介面進行獲取操作，降低使用成本，隱藏了具體實現，
降低了耦合度。

正常情況下，建議使用【餓漢模式】，如果要明確實現懶載入效果，可使用【靜態內部類模式】，如果涉及反序列化建立物件時，建議採用【列舉模式】，如果想管理多種型別的單例，可以考慮【容器模式】，特殊需求，可以試試【雙檢鎖模式】。

注：本帖子相關內容參考於網路，侵刪。