單例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最簡單的設計模式之一。這種類型的設計模式屬於創建型模式，它提供了一種創建對象的最佳方式。
這種模式涉及到一個單一的類，該類負責創建自己的對象，同時確保只有單個對象被創建。這個類提供了一種訪問其唯一的對象的方式，可以直接訪問，不需要實例化該類的對象。
注意：
- 1、單例類只能有一個實例。
- 2、單例類必須自己創建自己的唯一實例。
- 3、單例類必須給所有其他對象提供這一實例。
單例模式的幾種實現方式
1、懶漢式，線程不安全
是否 Lazy 初始化：是
是否多線程安全：否
實現難度：易
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持多線程。因爲沒有加鎖 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，不要求線程安全，在多線程不能正常工作
package echo;
/**
* @author Lxq
* @date 2020/2/15 19:32
* @describtion
**/
public class Singleton {
private static Singleton instance;
public Singleton() {
System.out.println("生成一個實例");
}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("===================start=====================");
Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
if(singleton1 == singleton2){
System.out.println("true");
}else {
System.out.println("false");
}
}
}
2、懶漢式，線程安全
是否 Lazy 初始化：是
是否多線程安全：是
實現難度：易
描述：這種方式具備很好的 lazy loading，能夠在多線程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情況下不需要同步。
優點：第一次調用才初始化，避免內存浪費。
缺點：必須加鎖 synchronized 才能保證單例，但加鎖會影響效率。
getInstance() 的性能對應用程序不是很關鍵（該方法使用不太頻繁）。
package echo;
/**
* @author Lxq
* @date 2020/2/15 19:32
* @describtion
**/
public class Singleton {
private static Singleton instance;
public Singleton() {
System.out.println("生成一個實例");
}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("===================start=====================");
Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
if(singleton1 == singleton2){
System.out.println("true");
}else {
System.out.println("false");
}
}
}
3、餓漢式
是否 Lazy 初始化：否
是否多線程安全：是
實現難度：易
描述：這種方式比較常用，但容易產生垃圾對象。
優點：沒有加鎖，執行效率會提高。
缺點：類加載時就初始化，浪費內存。
它基於 classloader 機制避免了多線程的同步問題，不過，instance 在類裝載時就實例化，雖然導致類裝載的原因有很多種，在單例模式中大多數都是調用 getInstance 方法， 但是也不能確定有其他的方式（或者其他的靜態方法）導致類裝載，這時候初始化 instance 顯然沒有達到 lazy loading 的效果。
package echo;
/**
* @author Lxq
* @date 2020/2/15 19:32
* @describtion
**/
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
public Singleton() {
System.out.println("生成一個實例");
}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("===================start=====================");
Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
if (singleton1 == singleton2) {
System.out.println("true");
} else {
System.out.println("false");
}
}
}
4、雙檢鎖/雙重校驗鎖（DCL，即 double-checked locking）
JDK 版本：JDK1.5 起
是否 Lazy 初始化：是
是否多線程安全：是
實現難度：較複雜
描述：這種方式採用雙鎖機制，安全且在多線程情況下能保持高性能。
getInstance() 的性能對應用程序很關鍵。
package echo;
/**
* @author Lxq
* @date 2020/2/15 19:32
* @describtion
**/
public class Singleton {
private volatile static Singleton instance;
public Singleton() {
System.out.println("生成一個實例");
}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("===================start=====================");
Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
if (singleton1 == singleton2) {
System.out.println("true");
} else {
System.out.println("false");
}
}
}
5、登記式/靜態內部類
是否 Lazy 初始化：是
是否多線程安全：是
實現難度：一般
描述：這種方式能達到雙檢鎖方式一樣的功效，但實現更簡單。對靜態域使用延遲初始化，應使用這種方式而不是雙檢鎖方式。這種方式只適用於靜態域的情況，雙檢鎖方式可在實例域需要延遲初始化時使用。
這種方式同樣利用了 classloader 機制來保證初始化 instance 時只有一個線程，它跟第 3 種方式不同的是：第 3 種方式只要 Singleton 類被裝載了，那麼 instance 就會被實例化（沒有達到 lazy loading 效果），而這種方式是 Singleton 類被裝載了，instance 不一定被初始化。因爲 SingletonHolder 類沒有被主動使用，只有通過顯式調用 getInstance 方法時，纔會顯式裝載 SingletonHolder 類，從而實例化 instance。想象一下，如果實例化 instance 很消耗資源，所以想讓它延遲加載，另外一方面，又不希望在 Singleton 類加載時就實例化，因爲不能確保 Singleton 類還可能在其他的地方被主動使用從而被加載，那麼這個時候實例化 instance 顯然是不合適的。這個時候，這種方式相比第 3 種方式就顯得很合理。
package echo;
/**
* @author Lxq
* @date 2020/2/15 19:32
* @describtion
**/
public class Singleton {
private static class SingletonHandler{
private static final Singleton instance = new Singleton();
}
public Singleton() {
}
public static final Singleton getInstance(){
return SingletonHandler.instance;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("===================start=====================");
Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
if (singleton1 == singleton2) {
System.out.println("true");
} else {
System.out.println("false");
}
}
}