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。

單例模式（Singleton）：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。

單例模式（Singleton）結構圖

單例模式的幾種實現方法

1、懶漢式，執行緒不安全

是否 （延遲）Lazy 初始化：是

是否多執行緒安全：否

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。

public class LazySingleton {
    private static LazySingleton instance;
    private LazySingleton(){ };

    public static LazySingleton getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new LazySingleton();
        }
            return instance;
    }
}

2、懶漢式，執行緒安全

是否 Lazy 初始化：

是否多執行緒安全：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。
getInstance() 的效能對應用程式不是很關鍵（該方法使用不太頻繁）。

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

3、餓漢式

是否 Lazy 初始化：否

是否多執行緒安全：是

描述：在類載入時就初始化建立單例物件，執行緒安全，但不管是否使用都建立物件可能會浪費記憶體。

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。
它基於 classloader 機制避免了多執行緒的同步問題，不過，instance 在類裝載時就例項化，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呼叫 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。

public class HungrySingleton {
    private HungrySingleton() { }

    private static HungrySingleton instance = new HungrySingleton();

    public static HungrySingleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

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

是否多執行緒安全：是

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。

public class DoubleCheckSingleton {
    private volatile static DoubleCheckSingleton instance;
    private DoubleCheckSingleton(){ };

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

5、登記式/靜態內部類

是否 Lazy 初始化：是

是否多執行緒安全：是

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，雙檢鎖方式可在例項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 時只有一個執行緒，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 就會被例項化（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。因為 SingletonHolder 類沒有被主動使用，只有通過顯式呼叫 getInstance 方法時，才會顯式裝載 SingletonHolder 類，從而例項化 instance。想象一下，如果例項化 instance 很消耗資源，所以想讓它延遲載入，另外一方面，又不希望在 Singleton 類載入時就例項化，因為不能確保 Singleton 類還可能在其他的地方被主動使用從而被載入，那麼這個時候例項化 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。

public class StaticSingleton {
    private StaticSingleton(){};
    
    public static StaticSingleton getInstance(){
        return StaticClass.instance;
    }

    private static class StaticClass{
        public static final StaticSingleton instance = new StaticSingleton();
    }

}

6、列舉

JDK 版本：JDK1.5 起

是否 Lazy 初始化：否

描述：這是實現單例模式的最佳方法。它更簡潔，自動支援序列化機制，絕對防止多次例項化。
這種方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式，它不僅能避免多執行緒同步問題，而且還自動支援序列化機制，防止反序列化重新建立新的物件，絕對防止多次例項化。
不能通過 reflection attack 來呼叫私有構造方法。

public enum  EnumSingleton {
    INSTANCE;
}