001什么是單例模式？

單例設計模式（singleton）最常用、最簡單的設計模式。單例模式的目的是保證在整個應用中某一個類有且只有一個實例(一個類在堆內存只存在一個對象)。怎么樣讓一個類一個類有且只有一個實例呢？最核心的就是一句話就是構造方法私有化。單例模式的編寫有很多種寫法。比如餓漢式、懶漢式、雙重加鎖機制靜態內部類、枚舉。

002單例模式中的餓漢式是什么？

餓漢式，從名字上理解像是有個人很容易餓，所以他每次不管自己餓不餓，沒事就提前把要吃的東西先準備出來，也就是 “比較勤”，所以實例在初始化的時候就已經建好了，不管你有沒有用到，都先建好了再說。

003餓漢式如何實現？

[1] 構造方法私有化，防止外界通過構造器創建新的工具類對象；
[2] 必須在該類中，自己先創建出一個對象；
[3] 向外暴露一個公共的靜態方法用于返回自身的對象；

// 單例模式（餓漢式）
public class Singleton1 {
    // [1]構造方法私有化，防止外界通過構造器創建新的工具類對象
    private Singleton1() {
    }
    // [2] 必須在該類中，自己先創建出一個對象（這行代碼在類加載的時候就執行了）
    private static Singleton1 instance = new Singleton1();
    // [3] 向外暴露一個公共的靜態方法用于返回自身的對象
    public static Singleton1 getSingleton() {
        return instance;
    }
}

注意：我們知道，類加載的方式是按需加載，且加載一次。因此，在上述單例類被加載時，就會實例化一個對象并交給自己的引用，供系統使用；而且，由于這個類在整個生命周期中只會被加載一次，因此只會創建一個實例，即能夠充分保證單例。

004餓漢模式的優缺點？

好處：這種寫法比較簡單，就是在類裝載的時候就完成實例化。避免了線程同步問題。
壞處：在類裝載的時候就完成實例化，沒有達到Lazy Loading（懶加載）的效果。 如果從始至終從未使用過這個實例，則會造成內存的浪費。

005什么是單例的懶漢式？

懶漢式，顧名思義就像一個人比較懶，平時不愛動，事情火燒眉毛了才迫不得已去做，“比較懶”，用的時候才去檢查有沒有實例，如果有則返回，沒有則新建。有線程安全和線程不安全兩種寫法，區別就是synchronized關鍵字。

006線程不安全懶漢式實現方式？

[1] 構造方法私有化，防止外界通過構造器創建新的工具類對象
[2] 事先創建好當前類的一個私有靜態對象
[3] 向外暴露一個公共的靜態方法用于返回自身的對象

// 單例模式（懶漢式）
public class Singleton2 {
    // [1]私有化構造方法。
    private Singleton2() {
    }
    
    // [2] 事先創建好當前類的一個私有靜態對象
    private static Singleton2 instance = null;
    
    // [3] 向外暴露一個公共的靜態方法用于返回自身的對象
    public static Singleton2 getInstance() {
        // 被動創建，在真正需要使用時才去創建
        if (null == instance) {
            instance= new Singleton2();
        }
        return instance;
    }
}

注意：我們從懶漢式單例可以看到，單例實例被延遲加載，即只有在真正使用的時候才會實例化一個對象并交給自己的引用。

007線程不安全懶漢式優缺點？

優缺點：這種寫法起到了Lazy Loading（懶加載）的效果，但是只能在單線程下使用。如果在多線程下，一個線程進入了if (singleton == null)判斷語句塊，還未來得及往下執行，另一個線程也通過了這個判斷語句，這時便會產生多個實例。所以在多線程環境下不可使用這種方式。

008線程安全懶漢式實現方法？

為了解決上面的問題，最簡單的方法是將整個 getInstance() 方法設為同步（synchronized）。

// 單例模式（懶漢式）
public class Singleton2 {
    //  [1]私有化構造方法。
    private Singleton2() {
    }

    // [2] 事先創建好當前類的一個私有靜態對象
    private static Singleton2 instance = null;

    // [3] 向外暴露一個公共的靜態方法用于返回自身的對象
    public static synchronized Singleton2 getInstance() {
    	// 被動創建，在真正需要使用時才去創建
        if (null == instance) {
            instance= new Singleton2();
        }
        return instance;
    }
}

注意：雖然做到了線程安全，并且解決了多實例的問題，但是它并不高效。因為同步操作只需要在第一次調用時才被需要，即第一次創建單例實例對象時，也就是if條件判斷里面的內容。這就引出了雙重檢驗鎖。

009單例中的雙重加鎖機制是什么？

雙重檢驗鎖，又叫雙重校驗鎖，綜合了懶漢式和餓漢式兩者的優缺點整合而成。看上面代碼實現中，特點是在synchronized關鍵字內外都加了一層 if 條件判斷，這樣既保證了線程安全，又比直接上鎖提高了執行效率，還節省了內存空間。

// 單例模式（懶漢式）
public class Singleton3 {
    private static Singleton3 instance;
    private Singleton3 (){}

    public static Singleton3 getSingleton() {
        if (instance == null) {                         
            synchronized (Singleton3.class) {
                if (instance == null) {       
                    instance = new Singleton3();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

010靜態內部類如何實現單例？

public class Singleton4 {  
    private static class SingletonHolder {  
        private static final Singleton4 INSTANCE = new Singleton4();  
    }
    private Singleton4 (){}
    public static final Singleton4 getInstance() {  
        return SingletonHolder.INSTANCE; 
    }  
}

注意：這種寫法仍然使用JVM本身機制保證了線程安全問題；由于 SingletonHolder 是私有的，除了 getInstance() 之外沒有辦法訪問它，因此它是懶漢式的；同時讀取實例的時候不會進行同步，沒有性能缺陷；也不依賴 JDK 版本。

011用枚舉如何實現單例？

public enum EasySingleton{
	// 定義枚舉常量
    INSTANCE;
}

使用：我們可以通過EasySingleton.INSTANCE.工具方法() 的方式來訪問實例，這比調用getInstance()方法簡單多了。創建枚舉默認就是線程安全的，所以不需要擔心double checked locking，而且還能防止反序列化導致重新創建新的對象。

012那些地方用到了單例模式？

1)網站的計數器，一般也是采用單例模式實現，否則難以同步。
2)應用程序的日志應用，一般都是單例模式實現，只有一個實例去操作才好，否則內容不好追加顯示。
3)多線程的線程池的設計一般也是采用單例模式，因為線程池要方便對池中的線程進行控制
4)Windows的（任務管理器）就是很典型的單例模式，他不能打開倆個
5)windows的（回收站）也是典型的單例應用。在整個系統運行過程中，回收站只維護一個實例。