单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。
注意：
1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
1.懒汉模式-线程不安全的实现
是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：否
实现难度：易
描述：这种方式是最基本的实现方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。
这种方式 lazy loading 很明显，不要求线程安全，在多线程不能正常工作。
package com.dp.singleton;
public class SingletonExample1 {
private SingletonExample1() {
}
private static SingletonExample1 instance = null;
public static SingletonExample1 getInstance() {
// 多个线程同时调用，可能会创建多个对象
if (instance == null) {
instance = new SingletonExample1();
}
return instance;
}
}
2.饿汉模式-线程安全的实现
是否 Lazy 初始化：否
是否多线程安全：是
实现难度：易
描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。
优点：没有加锁，执行效率会提高。
缺点：类加载时就初始化，浪费内存。
它基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法， 但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的效果。
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
3.懒汉模式-线程安全的实现
是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：是
实现难度：易
描述：这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步。
优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。
getInstance() 的性能对应用程序不是很关键（该方法使用不太频繁）。
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
4.懒汉模式（双重锁同步锁单例模式）-线程不安全
JDK 版本：JDK1.5 起
是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：不是
实现难度：较复杂
描述：这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下不能保持高性能，线程不安全的原因是cpu和jvm对指令的重排序导致的。
public class Singleton {
private static Singleton singleton;
private Singleton (){}
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
//线程不安全
//当执行instance = new Singleton();这行代码时，CPU会执行如下指令：
//1.memory = allocate() 分配对象的内存空间
//2.ctorInstance() 初始化对象
//3.instance = memory 设置instance指向刚分配的内存 //单纯执行以上三步没啥问题，但是在多线程情况下，可能会发生指令重排序。
// 指令重排序对单线程没有影响，单线程下CPU可以按照顺序执行以上三个步骤，但是在多线程下，如 果发生了指令重排序，则会打乱上面的三个步骤。
//如果发生了JVM和CPU优化，发生重排序时，可能会按照下面的顺序执行：
//1.memory = allocate() 分配对象的内存空间
//3.instance = memory 设置instance指向刚分配的内存
//2.ctorInstance() 初始化对象
//假设目前有两个线程A和B同时执行getInstance()方法，A线程执行到instance = new Singleton(); B线程刚执行到第一个 if (instance == null){处，
//如果按照1.3.2的顺序，假设线程A执行到3.instance = memory 设置instance指向刚分配的内 存，此时，线程B判断instance已经有值，就会直接return instance;
//而实际上，线程A还未执行2.ctorInstance() 初始化对象，也就是说线程B拿到的instance对象 还未进行初始化，这个未初始化的instance对象一旦被线程B使用，就会出现问题。
5.懒汉模式（双重锁同步锁单例模式）-线程安全
JDK 版本：JDK1.5 起
是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：是
实现难度：较复杂
描述：这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能，线程安全的原因是 volatile + 双重检测机制来禁止指令重排达到线程安全
public class Singleton {
private volatile static Singleton singleton;
private Singleton (){}
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
6.饿汉模式（使用静态代码块）-线程安全
饿汉模式，单例实例在类装载的时候进行创建，是线程安全的
public class SingletonExample6 {
private SingletonExample6(){}
private static SingletonExample6 instance = null;
static
{
instance = new SingletonExample6();
}
public static SingletonExample6 getInstance(){
return instance;
}
}
7.枚举方式-线程安全
public class SingletonExample7 {
private SingletonExample7() {
}
public static SingletonExample7 getInstance() {
return Singleton.INSTANCE.getInstance();
}
private enum Singleton {
INSTANCE;
private SingletonExample7 singleton; // JVM保证这个方法绝对只调用一次
Singleton() {
singleton = new SingletonExample7();
}
public SingletonExample7 getInstance() {
return singleton;
}
}
}
