单例模式（Singleton）

单例模式保证类在内存中只有一个实例。

饿汉式

所谓饿汉式，就是在类加载的时候就创建实例：

public class Singleton {

    // 1、构造方法私有化
    private Singleton() {
    }

    // 2、实例化私有静态对象
    private static Singleton instance = new Singleton();

    // 3、提供public static方法供外界访问
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }

}

上面的例子中，当类被加载时，静态变量instance会被初始化，此时类的私有构造函数会被调用。这时候，单例类的唯一实例就被创建出来了。

JDK中Runtime类使用了单例模式，且使用的是饿汉式，所以，在开发中使用饿汉式，保证不会出问题：

懒汉式

所谓懒汉式，就是在类加载的时候不去创建实例，而是在第一次访问的时候创建实例：

public class Singleton {

    // 1、构造方法私有化
    private Singleton() {

    }

    // 2、声明实例
    public static Singleton instance = null;

    // 3、提供public方法供外界访问
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }

}

很明显，在多线程环境下，这种写法会有线程安全的问题。改进：

public class Singleton {

    // 1、构造方法私有化
    private Singleton() {

    }

    // 2、声明实例
    public static Singleton instance = null;

    // 3、提供public方法供外界访问
    /*public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }*/

    // 解决线程安全问题
    public synchronized static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }

}

上面的懒汉式使用了同步，在多线程环境下是线程安全的，效率低。那么有没有更好的方式实现呢？

可以使用“双重检查加锁（DCL）”的方式来实现，就可以既实现线程安全，又能够使性能不受很大的影响。

所谓“双重检查加锁”，指的是：并不是每次进入getInstance方法都需要同步，而是先不同步，进入方法后，先检查实例是否存在，如果不存在才进行下面的同步块，这是第一重检查，进入同步块过后，再次检查实例是否存在，如果不存在，就在同步的情况下创建一个实例，这是第二重检查。这样一来，就只需要同步一次了，从而减少了多次在同步情况下进行判断所浪费的时间。

“双重检查加锁”机制的实现会使用关键字volatile，它的意思是：被volatile修饰的变量的值，将不会被本地线程缓存，所有对该变量的读写都是直接操作共享内存，从而确保多个线程能正确的处理该变量。

注意：在java 1.4及以前版本中，很多JVM对于volatile关键字的实现的问题，会导致“双重检查加锁”的失败，因此“双重检查加锁”机制只只能用在java5及以上的版本。

public class Singleton {

    // 1、构造方法私有化
    private Singleton() {

    }

    // 2、声明实例，注意volatile关键字
    private volatile static Singleton instance = null;

    // 3、双重检查加锁
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }

}

这种实现方式既可以实现线程安全地创建实例，而又不会对性能造成太大的影响。它只是第一次创建实例的时候同步，以后就不需要同步了，从而加快了运行速度。由于volatile关键字可能会屏蔽掉虚拟机中一些必要的代码优化，所以运行效率并不是很高。因此一般建议，没有特别的需要，不要使用。也就是说，虽然可以使用“双重检查加锁”机制来实现线程安全的单例，但并不建议大量采用，可以根据情况来选用。

懒汉式单例模式体现了两种思想，即懒加载思想和多线程思想。

其他实现

此外，单例模式还有一些其他写法，比如使用静态内部类实现：

public class Singleton {

    private Singleton() {

    }

    private static class SingletonHolder {
        private final static Singleton instance = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.instance;
    }

}