單例模式簡介：
單例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最簡單的設計模式之一。這種型別的設計模式屬於建立型模式，它提供了一種建立物件的最佳方式。

這種模式涉及到一個單一的類，該類負責建立自己的物件，同時確保只有單個物件被建立。這個類提供了一種訪問其唯一的物件的方式，可以直接訪問，不需要例項化該類的物件。

注意：

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。
核心：
意圖：保證一個類僅有一個例項，並提供一個訪問它的全域性訪問點。

主要解決：一個全域性使用的類頻繁地建立與銷燬。

何時使用：當您想控制例項數目，節省系統資源的時候。

如何解決：判斷系統是否已經有這個單例，如果有則返回，如果沒有則建立。

關鍵程式碼：建構函式是私有的。

應用例項： 1、一個朝代只能有一個皇帝。 2、Windows 是多程序多執行緒的，在操作一個檔案的時候，就不可避免地出現多個程序或執行緒同時操作一個檔案的現象，所以所有檔案的處理必須通過唯一的例項來進行。 3、一些裝置管理器常常設計為單例模式，比如一個電腦有兩臺印表機，在輸出的時候就要處理不能兩臺印表機列印同一個檔案。

優點： 1、在記憶體裡只有一個例項，減少了記憶體的開銷，尤其是頻繁的建立和銷燬例項（比如管理學院首頁頁面快取）。 2、避免對資源的多重佔用（比如寫檔案操作）。

缺點：沒有介面，不能繼承，與單一職責原則衝突，一個類應該只關心內部邏輯，而不關心外面怎麼樣來例項化。

使用場景： 1、要求生產唯一序列號。 2、WEB 中的計數器，不用每次重新整理都在資料庫里加一次，用單例先快取起來。 3、建立的一個物件需要消耗的資源過多，比如 I/O 與資料庫的連線等。

注意事項：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。

單例模式實現：

1. 餓漢模式：

   public class Singleton {  
   private static Singleton instance = new Singleton();  
   private
    
    Singleton (){}  
   public static Singleton getInstance() {  
   return instance;  
   }  
   }
   

   描述：這種方式比較常用，但容易產生垃圾物件。
   優點：沒有加鎖，執行效率會提高。
   缺點：類載入時就初始化，浪費記憶體。
2. 懶漢模式：
   -執行緒不安全

   public class Singleton {  
   private static Singleton instance;  
   private Singleton (){}   
   public static Singleton getInstance() {  
   if (instance == null) {  
   instance = new Singleton();  
   } 
   return instance;  
   }  
   }
   

   描述：這種方式是最基本的實現方式，這種實現最大的問題就是不支援多執行緒。因為沒有加鎖 synchronized，所以嚴格意義上它並不算單例模式。
   這種方式 lazy loading 很明顯，不要求執行緒安全，在多執行緒不能正常工作。出現併發時，會建立多個例項。
   -執行緒安全

   public class Singleton {  
   private static Singleton instance;  
   private Singleton (){}  
   public static synchronized Singleton getInstance() {  
   if (instance == null) {  
   instance = new Singleton();  
   }  
   return instance;  
   }  
   }
   

   描述：這種方式具備很好的 lazy loading，能夠在多執行緒中很好的工作，但是，效率很低，99% 情況下不需要同步。
   優點：第一次呼叫才初始化，避免記憶體浪費。
   缺點：必須加鎖 synchronized 才能保證單例，但加鎖會影響效率。
3. 雙檢鎖/雙重校驗鎖

   public class Singleton {  
   private volatile static Singleton singleton;  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getSingleton() {  
    //若已經建立過就直接返回物件
    if (singleton == null) {  
   //針對併發處理，若沒有建立並出現併發是，加入同步鎖
    synchronized (Singleton.class) {  
    //再次判斷如之前執行緒已經建立則不需在建立。
    if (singleton == null) {  
    singleton = new Singleton();  
     }  
     }  
     }  
      return singleton;  
       }  
       }
   

   描述：這種方式採用雙鎖機制，安全且在多執行緒情況下能保持高效能。
   經驗之談：一般情況下，不建議使用第 2 種和第 3 種懶漢方式，建議使用第 1 種餓漢方式。如果有其他特殊的需求，可以考慮使用第 4 種雙檢鎖方式。