單例模式是一種常用的軟體設計模式。在它的核心結構中只包含一個被稱為單例類的特殊類。通過單例模式可以保證系統中一個類只有一個例項而且該例項易於外界 訪問，從而方便對例項個數的控制並節約系統資源。如果希望在系統中某個類的物件只能存在一個，單例模式是最好的解決方案。

 

單例模式是設計模式中最簡單的形式之一。這一模式的目的是使得類的一個物件成為系統中的唯一例項。要實現這一點，可 以從客戶端對其進行例項化開始。因此需要用一種只允許生成物件類的唯一例項的機制，“阻止”所有想要生成物件的訪問。使用工廠方法來限制例項化過程。這個 方法應該是靜態方法（類方法），因為讓類的例項去生成另一個唯一例項毫無意義。

Static uniqueInstance是singleton的唯一例項, static sharedInstance將把它返回客戶端。通常，sharedInstance會檢查uniqueInstance是否已經被例項化。如果沒有，它 會生成一個例項然後返回uniqueInstance。

 

動機

對 於系統中的某些類來說，只有一個例項很重要，例如，一個系統中可以存在多個列印任務，但是隻能有一個正在工作的任務；一個系統只能有一個視窗管理器或檔案 系統；一個系統只能有一個計時工具或ID(序號)生成器。如在Windows中就只能開啟一個工作管理員。如果不使用機制對視窗物件進行唯一化，將彈出多 個視窗，如果這些視窗顯示的內容完全一致，則是重複物件，浪費記憶體資源；如果這些視窗顯示的內容不一致，則意味著在某一瞬間系統有多個狀態，與實際不符， 也會給使用者帶來誤解，不知道哪一個才是真實的狀態。因此有時確保系統中某個物件的唯一性即一個類只能有一個例項非常重要。 如何保證一個類只有一個例項並且這個例項易於被訪問呢？定義一個全域性變數可以確保物件隨時都可以被訪問，但不能防止 我們例項化多個物件。一個更好的解決辦法是讓類自身負責儲存它的唯一例項。這個類可以保證沒有其他例項被建立，並且它可以提供一個訪問該例項的方法。這就 是單例模式的模式動機。

要點

顯然單例模式的要點有三個；一是某個類只能有一個例項；二是它必須自行建立這個例項；三是它必須自行向整個系統提供這個例項。 從具體實現角度來說，就是以下三點：一是單例模式的類只提供私有的建構函式，二是類定義中含有一個該類的靜態私有物件，三是該類提供了一個靜態的共有的函式用於建立或獲取它本身的靜態私有物件。

優缺點

優點

一、例項控制 單例模式會阻止其他物件例項化其自己的單例物件的副本，從而確保所有物件都訪問唯一例項。 二、靈活性 因為類控制了例項化過程，所以類可以靈活更改例項化過程。

缺點

一、開銷 雖然數量很少，但如果每次物件請求引用時都要檢查是否存在類的例項，將仍然需要一些開銷。可以通過使用靜態初始化解決此問題。 二、可能的開發混淆 使用單例物件（尤其在類庫中定義的物件）時，開發人員必須記住自己不能使用new關鍵字例項化物件。因為可能無法訪問庫原始碼，因此應用程式開發人員可能會意外發現自己無法直接例項化此類。

例項

Java中的單例模式

在java中，可以使用以下這種方式使用單例模式建立類的例項： public class MyBean { private static MyBean instance = null; private MyBean(){ //do something } public static synchronized MyBean getInstance(){ if(instance == null){ instance = new MyBean(); } return instance; } } 當一個類的例項可以有且只可以一個的時候就需要用到了。為什麼只需要有一個呢？有人說是為了節約記憶體，但這只是單例模式帶來的一個好處。只有一個例項確實減少記憶體佔用，可是我認為這不是使用單例模式的理由。我認為使用單例模式的時機是當例項存在多個會引起程式邏輯錯誤的時候。比如類似有序的號碼生成器這樣的東西，怎麼可以允許一個應用上存在多個呢？ Singleton模式主要作用是保證在Java應用程式中，一個類Class只有一個例項存在。 一般Singleton模式通常有三種形式: 第一種形式: 也是常用的形式。 public class Singleton { private static Singleton instance = null; private Singleton(){ //do something } public static Singleton getInstance(){ if(instance==null){ instance = new Singleton(); } return instance; } } 第二種形式: public class Singleton { //在自己內部定義自己的一個例項，只供內部呼叫 private static Singleton instance = new Singleton(); private Singleton(){ //do something } //這裡提供了一個供外部訪問本class的靜態方法，可以直接訪問 public static Singleton getInstance(){ return instance; } } 第三種形式: 雙重鎖的形式。 public class Singleton { private static Singleton instance = null; private Singleton(){ //do something } public static Singleton getInstance(){ if(instance==null){ synchronized(Singleton.class){ if(null == instance){ instance = new Singleton(); } } } return instance; } }//這個模式將同步內容下方到if內部，提高了執行的效率，不必每次獲取物件時都進行同步，只有第一次才同步，建立了以後就沒必要了。