001-单例模式（概述）

单例模式也被成为单件模式（或单体模式），主要作用是控制某个类型的实例数量为一个，而且只有一个。

很多时候，我们需要在应用中保存一个唯一的实例，例如后台服务进程需要一个全局的计数器，记录用户访问各个页面的点击数量。如果计数器数量非常多，那么必然会在计数过程中出现冲突的情况。为了尽量减少冲突，一个最简单的办法是只有一个计数器实例，所有计数工作都通过它来完成。

单例模式实现方式

实现单例模式的方式有很多，大体上可以分为外部方式和内部方式两种。

（1）外部方式

外部方式就是外部的客户程序使用某些全局对象时，做一些“Try-User”工作，简单说就是试着获取对象实例，如果没有，会获取不到，就自己创建一个，然后把它放在全局的位置上，然后再用，如果本来就有，则直接拿一个现成的来用。

（2）内部方式

内部方式就是类内部自己控制生成实例的数量，无论外部程序是否尝试过，类型自己先生成一个实例，然后控制只提供这一个实例，客户程序使用的都是这一个现成的实例。

但是随着集群和多核技术的普及，想通过简单的类型内部控制实现真正的单例模式越来越难，通过经典的单例模式实现分布式环境下的单例并不现实。因此本文所说的单例是有范围限制的。

单利模式特点

单例模式和工厂模式一样，是一种对象的创建模式。有如下几个特点：

1）该类只有一个实例

2）该类在自己内部自行创建自身的实例对象

3）向整个系统公开或者这个实例的接口

简单的单例模式代码实现如下：

可以看到，代码中定义了一个私有的构造器，不允许外界访问，这样外界无法通过new创建该类对象，只能在类内部new。instance就是在类内部实例化的一个对象，可以想到在全系统中也只有这一个，然后再通过getInstance这个静态方法获取：

Demo demo = Demo.getInstance();

Demo单例类在类被加载时，instance就会被初始化，即便加载器是静态的。如果初始化一个单例对象需要的开销大，那么在使用之前最合理的做法是不实例化，将实例化这个动作推迟到使用的时候，这就是惰性加载，惰性加载常常用于需要加载大量数据的单体。简单修改后的代码如下：

可以看到只是加了一个是否为null的判断，惰性加载的使用方法与普通加载完全一样。

单例模式的功能

单例模式的功能是保证这个类在运行期间只会被创建一个类实例，另外单例模式还提供了一个全局唯一访问这个类实例的访问点，就是getInstance方法。不管是上面的普通加载还是惰性加载，这个全局的唯一访问点是一样的。对于单例模式而言，不管采用何种实现方式，它都只关心类实例的创建问题，并不关心具体的业务功能。

单例模式的范围

单例类在什么范围内可以叫单例类？ 目前Java里面实现的单例是一个ClassLoader及其子ClassLoader的范围。因为ClassLoader在普通加载模式下实现单例类时，会相应的创建一个类实例。

这说明如果一个虚拟机里面有很多ClassLoader，而且这些ClassLoader都装载某个类的话，就算这个类是单例，它也会产生很多个实例。如果一个机器上有多个虚拟机，那么每个虚拟机里面都至少有一个这个类的实例。也就是整个机器上就有很多个实例，这个类更不会是单例了。

另外需要注意，普通的单例模式并不适用于集群环境。

单例模式的命名

一般建议获取单例的方法命名为getInstance()，看到这个方法就知道这个方法返回类型肯定是单例类的实例了。getInstance方法可以有参数，要根据私有构造器的具体情况确定，在大多数情况下是没有参数的。单例模式的名称因为翻译的不同，也可以叫单件模式，单体模式等等。

单例模式的种类大致分为三种，分别是懒汉式单例，饿汉式单例和登记式单例。在下面的内容中会分别介绍。