定义与特点

指一个类只有一个实例，且该类能自行创建这个实例的一种模式。

特点

• 当你类只有一个实例对象
• 单例对象必须由单例类自行创建
• 单例类对外提供一个访问该当你的全局访问点

优点

• 单例模式可以保证内存里只有一个实例，减少了内存的开销
• 可以避免对资源的多重占用
• 单例模式设置全局访问点，可以优化和共享资源访问

缺点

• 单例模式一般没有接口，扩展困难。如果要扩展，则除了修改原来的代码，没有第二种途径，违背开闭原则
• 在开发测试的过程中，不利于代码的调试。在调试过程中，单例代码没有执行完成，则不能生成一个新的对象
• 单例模式的功能代码通常写在一个类中，如果功能设计不合理，则容易违背单一职责原则。

应用场景

对于Java来说，单例模式可以保证在一个JVM中只存在一个实例。

• 需要频繁创建一些类，使用单例可以降低系统的内存压力，减少GC
• 某类只要求生成一个对象时
• 某些类创建实例时占用了较多的资源，或实例化耗时较长，并且经常使用。
• 某类需要频繁实例化，而创建的对象又频繁的被销毁，如多线程的线程池、网络连接池等
• 频繁访问数据库或文件对象
• 对于一些控制硬件级别的操作，或者从系统上来讲应当是单一控制逻辑的操作，如果多个实例，则系统会完全乱套
• 当对象需要被共享的场合，由于单例模式只允许创建一个实例对象，共享该对象可以节省内存，并加快对象的访问速度。如，Web中的配置对象，数据库的连接池等。

代码的结构和实现

单例模式是最简单的设计模式之一。

• 通常普通类的构造函数时公有的，外部通过“new 构造函数”，来生成多个实例。
• 但是，将类的构造函数设为“private”，外部类就无法调用该构造函数，也就无法生成多个实例。
• 这时，该类自身就必须定义一个静态的私有实例，并向外部提供一个静态的公有函数用于创建或获取该静态私有实例

• 单例类：包含一个实例且能自行创建这个实例的类
• 访问类： 使用单例的类

懒汉单例模式

该模式的特点时类加载时没有生成单例，当只有第一次调用getInstance 方法时才会去创建这个单例

PS:当编写的是多线程程序时，则不要删除 volatile 和 synchronized ，否则将存在线程的安全问题。因为每次访问的时候都会同步，所以会影响性能，更耗资源

public class LazySingleton {
    // volatile 保证instance在所有线程中同步
    private static volatile LazySingleton instance = null;
    private LazySingleton(){}
    public static synchronized LazySingleton getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new LazySingleton();
        }
        return instance;
    }
}

饿汉单例模式

类一旦加载就会创建一个单例，保证在调用getInstance方法之前单例就已经存在了

PS：因为饿汉式单例，在类的创建时就已经创建好静态对象，不会再改变，所以多线程下面也是安全的。

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

例子（懒汉式）

用懒汉式单例模式模拟产生美国当今总统对象。

单例类

public class President {
    private static volatile President instance = null;
    private President(){
        System.out.println("产生一个总统：");
    }
    public static synchronized President getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new President();
        }else {
            System.out.println("已经有一个总统了，不能再产生新的总统");
        }
        return instance;
    }
}

使用类

用 “==”来判断是否引用的是同一个对象

public class PresidentMain {
    public static void main(String[] args) {
        President p1 = President.getInstance();
        President p2 = President.getInstance();
        if (p1==p2){
            System.out.println("相等");
        }else {
            System.out.println("no相等");
        }
    }
}

产生一个总统：
已经有一个总统了，不能再产生新的总统
相等