简单讲解在Java编程中实现设计模式中的单例模式结构

1. 模式介绍

模式的定义

确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。

模式的使用场景

确保某个类有且只有一个对象的场景，例如创建一个对象需要消耗的资源过多，如要访问 IO 和数据库等资源。

2. UML类图

角色介绍:
（1）Client : 高层客户端。
（2）Singleton : 单例类。

3. 模式的简单实现

public class Singleton {
  private static Singleton intance;
  private Singleton() {} 

  public static Singleton getInstance() {
    /*
     * 一开始多线程进来，遇到锁，一个线程进去，是为空，new对象； 后续线程进入，不为空，不操作；最后直接返回
     * 对象不为空，再有多个线程进入该函数，不为空，不执行加锁操作，直接返回
     */
    if (intance == null) {
      synchronized (Singleton.class) {
        if (intance == null) {
          intance = new Singleton();
        }
      }
    }
    return intance;
  }
} 

class Singleton1 {// 懒汉式
  private static Singleton1 intance = new Singleton1();//懒的，程序运行的时候就加载出来了
  private Singleton1() {} 

  public static Singleton1 getInstance() {
    return intance;
  }
} 

class Singleton2 {// 饿汉式
  private static Singleton2 intance;
  private Singleton2() {} 

  public static Singleton2 getInstance() {//用到的时候 才加载
    if (intance == null) {
      intance = new Singleton2();
    }
    return intance;
  }
} 

class Singleton3 {// 饿汉式 线程安全
  private static Singleton3 intance;
  private Singleton3() {} 

  public synchronized static Singleton3 getInstance() {//用到的时候 才加载, 加锁 多线程调用，都有一个加锁的动作
    if (intance == null) {
      intance = new Singleton3();
    }
    return intance;
  }
} 

class Singleton4 {// 饿汉式 线程安全
  private static Singleton4 intance;
  private Singleton4() {} 

  public static Singleton4 getInstance() {//用到的时候 才加载
    synchronized (Singleton4.class) {// 加锁 效率跟3差不多
      if (intance == null) {
        intance = new Singleton4();
      }
    }
    return intance;
  }
}

4.优点与缺点

（1）优点：

A.由于单例模式在内存中只有一个实例，减少了内存开支，特别是一个对象需要频繁地创建、销毁时，而且创建或销毁时性能又无法优化，单例模式的优势就非常明显。
B.由于单例模式只生成一个实例，所以减少了系统的性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置、产生其他依赖对象时，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后用永久驻留内存的方式来解决；
C.单例模式可以避免对资源的多重占用，例如一个写文件动作，由于只有一个实例存在内存中，避免对同一个资源文件的同时写操作。
D.单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化和共享资源访问，例如可以设计一个单例类，负责所有数据表的映射处理。

（2）缺点
A.单例模式一般没有接口，扩展很困难，若要扩展，除了修改代码基本上没有第二种途径可以实现。