定義

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。

介紹

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. 一個黨只能有一個主席。
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。

實現

我們將建立一個 SingleObject 類。SingleObject 類有它的私有建構函式和本身的一個靜態例項。
SingleObject 類提供了一個靜態方法，供外界獲取它的靜態例項。SingletonPatternDemo，我們的演示類使用 SingleObject 類來獲取 SingleObject 物件。

步驟 1
建立一個 Singleton 類。
SingleObject.java

public class SingleObject {

   //建立 SingleObject 的一個物件
   private static SingleObject instance = new SingleObject();

   //讓建構函式為 private，這樣該類就不會被例項化
   private SingleObject(){}

   //獲取唯一可用的物件
   public static SingleObject getInstance(){
      return instance;
   }

   public void showMessage(){
      System.out.println("Hello World!");
   }
}

步驟 2
從 singleton 類獲取唯一的物件。
SingletonPatternDemo.java

public class SingletonPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {

      //不合法的建構函式
      //編譯時錯誤：建構函式 SingleObject() 是不可見的
      //SingleObject object = new SingleObject();

      //獲取唯一可用的物件
      SingleObject object = SingleObject.getInstance();

      //顯示訊息
      object.showMessage();
   }
}

步驟 3
驗證輸出。

Hello World!

C++ 程式碼實現：

#include<iostream>  
using std::cout;  
using std::endl;  
//單件類   
class Singleton  
{  
public :  
    static Singleton * GetInstance ();                               //獲得例項   
    static void DestroyObject ();                                    //銷燬函式   

private :  
    static Singleton * m_pSingleton ;                                //靜態變數   
    static int m_iCounter ;                                          //計數器   
    Singleton ()  
    {  
         cout << "Created Singleton Object" << endl ;  
    };  
};  
Singleton * Singleton :: m_pSingleton = NULL ;  
int Singleton :: m_iCounter = 0;  
 //獲得唯一例項   
Singleton * Singleton :: GetInstance ()  
{  
    if ( m_pSingleton == NULL)  
    {  
         m_pSingleton = new Singleton ();  
    }  
    m_iCounter ++;  
    cout << "Counter Add: " << m_iCounter << endl ;  
    return m_pSingleton ;  
}  
//減少計數器數值，知道為零則銷燬唯一例項   
void Singleton :: DestroyObject ()  
{  
    m_iCounter --;  
    cout << "Counter Decrease: " << m_iCounter << endl ;  
    if (( m_iCounter == 0) && ( m_pSingleton != NULL))         //計數器為零，且靜態變數不為空   
    {  
         delete m_pSingleton ;  
         m_pSingleton = NULL ;  
         cout << "Destroy Singleton Object" << endl ;  
    }  
}  

參考資料