单例模式（Singleton Pattern）是一个比较简单的模式，其定义如下：
Ensure a class has only one instance, and provide a global point of access to it.（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。）

单例模式的通用类图:

Singleton类称为单例类，通过使用private的构造函数确保了在一个应用中只产生一个实例，并且是自行实例化的（在Singleton中自己使用new Singleton()）

线程不安全的单例

/*** 饿汉式单例模式*/
public  class EmperorHungry {//初始化一个皇帝private static final EmperorHungry emperor = null;//私有化空参构造方法,避免在其他地方new出实例,限制产生多个对象private EmperorHungry() {//世俗和道德约束你，目的就是不希望产生第二个皇帝}//通过该方法获得实例对象,而不是通过构造方法创建实例public static synchronized EmperorHungry  getInstance() {return emperor;}//类中的其他方法,尽量是static静态的//皇帝发话了public static void say() {System.out.println("我就是皇帝某某某....");}
}/*** 懒汉式单例模式*/
public class EmperorLazy {//初始化一个皇帝private static  EmperorLazy emperor = null;//私有化空参构造方法,避免在其他地方new出实例,限制产生多个对象private EmperorLazy() {//世俗和道德约束你，目的就是不希望产生第二个皇帝}//通过该方法获得实例对象,而不是通过构造方法创建实例public static synchronized EmperorLazy  getInstance() {if(emperor == null){emperor = new EmperorLazy();}return emperor;}//类中的其他方法,尽量是static静态的//皇帝发话了public static void say() {System.out.println("我就是皇帝某某某....");}
}

public class Minister {public static void main(String[] args) {for (int day = 0; day < 3; day++) {EmperorLazy emperor = EmperorLazy .getInstance();emperor.say();}}
}

臣子参拜皇帝的运行结果如下所示。
我就是皇帝某某某....
我就是皇帝某某某....
我就是皇帝某某某....

单例模式的优点
● 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。
● 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（在Java EE中采用单例模式时需要注意JVM垃圾回收机制）。
● 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。
● 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。

单例模式的缺点
● 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。单例模式为什么不能增加接口呢？因为接口对单例模式是没有任何意义的，它要求“自行实例化”，并且提供单一实例、接口或抽象类是不可能被实例化的。当然，在特殊情况下，单例模式可以实现接口、被继承等，需要在系统开发中根据环境判断。
● 单例模式对测试是不利的。在并行开发环境中，如果单例模式没有完成，是不能进行测试的，没有接口也不能使用mock的方式虚拟一个对象。
● 单例模式与单一职责原则有冲突。一个类应该只实现一个逻辑，而不关心它是否是单例的，是不是要单例取决于环境，单例模式把“要单例”和业务逻辑融合在一个类中。

单例模式的使用场景
在一个系统中，要求一个类有且仅有一个对象，如果出现多个对象就会出现“不良反应”，可以采用单例模式，具体的场景如下：
● 要求生成唯一序列号的环境；
● 在整个项目中需要一个共享访问点或共享数据，例如一个Web页面上的计数器，可以不用把每次刷新都记录到数据库中，使用单例模式保持计数器的值，并确保是线程安全的；
● 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；
● 需要定义大量的静态常量和静态方法（如工具类）的环境，可以采用单例模式（当然，也可以直接声明为static的方式）。

单例模式的扩展:有上限的多例模式

我们可以在设计时决定在内存中有多少个实例，方便系统进行扩展，修正单例可能存在的性能问题，提供系统的响应速度。例如读取文件，我们可以在系统启动时完成初始化工作，在内存中启动固定数量的reader实例，然后在需要读取文件时就可以快速响应。

public class EmperorMulti {//定义最多能产生的实例数量private static int maxNumOfEmperor = 2;//每个皇帝都有名字，使用一个ArrayList来容纳，每个对象的私有属性private static List<String> nameList = new ArrayList<>();//定义一个列表，容纳所有的皇帝实例private static ArrayList<EmperorMulti> emperorList = new ArrayList<>();//当前皇帝序列号private static int countNumOfEmperor = 0;//产生所有的对象static {for (int i = 0; i < maxNumOfEmperor; i++) {emperorList.add(new EmperorMulti("皇" + (i + 1) + "帝"));}}private EmperorMulti() {//世俗和道德约束你，目的就是不产生第二个皇帝}//传入皇帝名称，建立一个皇帝对象private EmperorMulti(String name) {nameList.add(name);}//随机获得一个皇帝对象public static EmperorMulti getInstance() {Random random = new Random();countNumOfEmperor = random.nextInt(maxNumOfEmperor);return emperorList.get(countNumOfEmperor);}//皇帝发话了public static void say(){System.out.println(nameList.get(countNumOfEmperor));}
}

public class MinisterMulti {public static void main(String[] args) {
//定义5个大臣int ministerNum =5;for(int i=0;i<ministerNum;i++){EmperorMulti emperor = EmperorMulti.getInstance();System.out.print("第"+(i+1)+"个大臣参拜的是：");emperor.say();}}
}