閻宏博士的《JAVA與模式》定義的單例模式為：
作為對象的創(chuàng)建模式，單例模式確保某一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，而且自行實(shí)例化并向整個(gè)系統(tǒng)提供這個(gè)實(shí)例。這個(gè)類稱為單例類。
按照此描述，單例模式屬于設(shè)計(jì)模式中的創(chuàng)建模式，其特點(diǎn)是： 只能有一個(gè)實(shí)例；必須自己創(chuàng)建自己的唯一實(shí)例；必須給所有其他對象提供這一實(shí)例。
單例模式常見實(shí)現(xiàn)方式：
1、餓漢式
public class EagerSingleton {
private static EagerSingleton instance = new EagerSingleton();
/**
* 默認(rèn)私有構(gòu)造方法
*/
private EagerSingleton(){}
/**
* 靜態(tài)公共方法，取得實(shí)例的唯一入口
*/
public static EagerSingleton getInstance(){
return instance;
}
}
采用這種方式，在類EagerSingleton 被加載時(shí)，靜態(tài)變量instance會(huì)被初始化，此時(shí)類的默認(rèn)私有構(gòu)造方法被調(diào)用，進(jìn)而創(chuàng)建了單例實(shí)例。
餓漢式是典型的空間換時(shí)間，當(dāng)類裝載的時(shí)候就會(huì)創(chuàng)建類的實(shí)例，不管用或者不用，什么時(shí)候用，都會(huì)先創(chuàng)建出來，然后每次調(diào)用的時(shí)候，就不需要再判斷，節(jié)省了運(yùn)行時(shí)間。
2、懶漢式
public class LazySingleton {
private static LazySingleton instance = null;
/**
* 默認(rèn)私有構(gòu)造方法
*/
private LazySingleton(){}
/**
* 靜態(tài)公共方法，取得實(shí)例的唯一入口（注意：synchronized關(guān)鍵字）
*/
public static synchronized LazySingleton getInstance(){
if(instance == null){
instance = new LazySingleton();
}
return instance;
}
}
這種方式實(shí)現(xiàn)時(shí)，要注意getInstance() 需要同步，以應(yīng)對多線程競爭。
懶漢式是典型的時(shí)間換空間。每次獲取實(shí)例都會(huì)進(jìn)行判斷，看是否需要?jiǎng)?chuàng)建實(shí)例，會(huì)耗費(fèi)判斷時(shí)間。當(dāng)然，如果一直沒有人使用的話，就不會(huì)創(chuàng)建實(shí)例，則節(jié)約內(nèi)存空間。
由于懶漢式的實(shí)現(xiàn)是線程安全的，需要同步，并且每次都要判空，這樣會(huì)降低整個(gè)訪問的速度。那么有沒有更好的方式實(shí)現(xiàn)呢？
3、雙重檢查加鎖（double check lock）
所謂“雙重檢查加鎖”機(jī)制，指的是：并不是每次進(jìn)入getInstance方法都需要同步，而是先不同步，進(jìn)入方法后，先檢查實(shí)例是否存在，如果不存在才進(jìn)行下面的同步塊，這是第一重檢查，進(jìn)入同步塊過后，再次檢查實(shí)例是否存在，如果不存在，就在同步的情況下創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例，這是第二重檢查。這樣一來，就只需要同步一次了，從而減少了多次在同步情況下進(jìn)行判斷所浪費(fèi)的時(shí)間。
“雙重檢查加鎖”機(jī)制的實(shí)現(xiàn)會(huì)使用關(guān)鍵字volatile，它的意思是：被volatile修飾的變量的值，將不會(huì)被本地線程緩存，所有對該變量的讀寫都是直接操作共享內(nèi)存，從而確保多個(gè)線程能正確的處理該變量。
注意：在java1.4及以前版本中，很多JVM對于volatile關(guān)鍵字的實(shí)現(xiàn)的問題，會(huì)導(dǎo)致“雙重檢查加鎖”的失敗，因此“雙重檢查加鎖”機(jī)制只只能用在java5及以上的版本。
public class Singleton {
private volatile static Singleton instance = null;
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
//先檢查實(shí)例是否存在，如果不存在才進(jìn)入下面的同步塊
if(instance == null){
//同步塊，線程安全的創(chuàng)建實(shí)例
synchronized (Singleton.class) {
//再次檢查實(shí)例是否存在，如果不存在才真正的創(chuàng)建實(shí)例
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
這種實(shí)現(xiàn)方式既可以實(shí)現(xiàn)線程安全地創(chuàng)建實(shí)例，而又不會(huì)對性能造成太大的影響。它只是第一次創(chuàng)建實(shí)例的時(shí)候同步，以后就不需要同步了，從而加快了運(yùn)行速度。
提示：由于volatile關(guān)鍵字可能會(huì)屏蔽掉虛擬機(jī)中一些必要的代碼優(yōu)化，所以運(yùn)行效率并不是很高。因此一般建議，沒有特別的需要，不要使用。也就是說，雖然可以使用“雙重檢查加鎖”機(jī)制來實(shí)現(xiàn)線程安全的單例，但并不建議大量采用，可以根據(jù)情況來選用。
根據(jù)上面的分析，常見的兩種單例實(shí)現(xiàn)方式都存在小小的缺陷，那么有沒有一種方案，既能實(shí)現(xiàn)延遲加載，又能實(shí)現(xiàn)線程安全呢？
4、Lazy initialization holder class模式
這個(gè)模式綜合使用了Java的類級(jí)內(nèi)部類和多線程缺省同步鎖的知識(shí)，很巧妙地同時(shí)實(shí)現(xiàn)了延遲加載和線程安全。
1）.相應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)
簡單點(diǎn)說，類級(jí)內(nèi)部類指的是，有static修飾的成員式內(nèi)部類。如果沒有static修飾的成員式內(nèi)部類被稱為對象級(jí)內(nèi)部類。
類級(jí)內(nèi)部類相當(dāng)于其外部類的static成分，它的對象與外部類對象間不存在依賴關(guān)系，因此可直接創(chuàng)建。而對象級(jí)內(nèi)部類的實(shí)例，是綁定在外部對象實(shí)例中的。
類級(jí)內(nèi)部類中，可以定義靜態(tài)的方法。在靜態(tài)方法中只能夠引用外部類中的靜態(tài)成員方法或者成員變量。
類級(jí)內(nèi)部類相當(dāng)于其外部類的成員，只有在第一次被使用的時(shí)候才被會(huì)裝載。
大家都知道，在多線程開發(fā)中，為了解決并發(fā)問題，主要是通過使用synchronized來加互斥鎖進(jìn)行同步控制。但是在某些情況中，JVM已經(jīng)隱含地為您執(zhí)行了同步，這些情況下就不用自己再來進(jìn)行同步控制了。這些情況包括：
1.由靜態(tài)初始化器（在靜態(tài)字段上或static{}塊中的初始化器）初始化數(shù)據(jù)時(shí)
2.訪問final字段時(shí)
3.在創(chuàng)建線程之前創(chuàng)建對象時(shí)
4.線程可以看見它將要處理的對象時(shí)
2）.解決方案的思路
要想很簡單地實(shí)現(xiàn)線程安全，可以采用靜態(tài)初始化器的方式，它可以由JVM來保證線程的安全性。比如前面的餓漢式實(shí)現(xiàn)方式。但是這樣一來，不是會(huì)浪費(fèi)一定的空間嗎？因?yàn)檫@種實(shí)現(xiàn)方式，會(huì)在類裝載的時(shí)候就初始化對象，不管你需不需要。
如果現(xiàn)在有一種方法能夠讓類裝載的時(shí)候不去初始化對象，那不就解決問題了？一種可行的方式就是采用類級(jí)內(nèi)部類，在這個(gè)類級(jí)內(nèi)部類里面去創(chuàng)建對象實(shí)例。這樣一來，只要不使用到這個(gè)類級(jí)內(nèi)部類，那就不會(huì)創(chuàng)建對象實(shí)例，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)延遲加載和線程安全。
示例代碼如下：
public class Singleton {
private Singleton(){}
/**
* 類級(jí)的內(nèi)部類，也就是靜態(tài)的成員式內(nèi)部類，該內(nèi)部類的實(shí)例與外部類的實(shí)例
* 沒有綁定關(guān)系，而且只有被調(diào)用到時(shí)才會(huì)裝載，從而實(shí)現(xiàn)了延遲加載。
*/
private static class SingletonHolder{
/**
* 靜態(tài)初始化器，由JVM來保證線程安全
*/
private static Singleton instance = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.instance;
}
}
當(dāng)getInstance方法第一次被調(diào)用的時(shí)候，它第一次讀取SingletonHolder.instance，導(dǎo)致SingletonHolder類得到初始化；而這個(gè)類在裝載并被初始化的時(shí)候，會(huì)初始化它的靜態(tài)域，從而創(chuàng)建Singleton的實(shí)例，由于是靜態(tài)的域，因此只會(huì)在虛擬機(jī)裝載類的時(shí)候初始化一次，并由虛擬機(jī)來保證它的線程安全性。
這個(gè)模式的優(yōu)勢在于，getInstance方法并沒有被同步，并且只是執(zhí)行一個(gè)域的訪問，因此延遲初始化并沒有增加任何訪問成本。
5、單例和枚舉（還沒實(shí)際用過）
按照《高效Java 第二版》中的說法：單元素的枚舉類型已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)Singleton的最佳方法。用枚舉來實(shí)現(xiàn)單例非常簡單，只需要編寫一個(gè)包含單個(gè)元素的枚舉類型即可。
public enum Singleton {
/**
* 定義一個(gè)枚舉的元素，它就代表了Singleton的一個(gè)實(shí)例。
*/
uniqueInstance;
/**
* 單例可以有自己的操作
*/
public void singletonOperation(){
//功能處理
}
}
使用枚舉來實(shí)現(xiàn)單實(shí)例控制會(huì)更加簡潔，而且無償?shù)靥峁┝诵蛄谢瘷C(jī)制，并由JVM從根本上提供保障，絕對防止多次實(shí)例化，是更簡潔、高效、安全的實(shí)現(xiàn)單例的方式。