一、背景
单例模式主要是为了避免因为创建了多个实例造成资源的浪费，且多个实例由于多次调用容易导致结果出现错误，而使用单例模式能够保证整个应用中有且只有一个实例。从其名字中我们就可以看出所谓单例，就是单个实例也就是说它可以解决的问题是：可以保证一个类在内存中的对象的唯一性，在一些常用的工具类、线程池、缓存，数据库，账户登录系统、配置文件等程序中可能只允许我们创建一个对象，一方面如果创建多个对象可能引起程序的错误，另一方面创建多个对象也造成资源的浪费。
二、模式定义
保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。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。
单例模式UML比较简单，只有一个单例类：
| Singleton |
|---|
| -static uniqueInstance |
| +static getInstance |
三、单例模式设计要点
（1）类必须保证在任何时刻只有一个实例存在 —>类的静态成员在整个类中只存在一个
（2）构造函数为私有:private Singleton(){ } —>不允许用户自行实例化类的实例
（3）有一个静态方法的getInstance()和一个静态的私有成员变量uniqueInstance
（4）单例模式需要注意线程安全
四、实例化方式
急切实例化-饿汉式：在类加载的时候，通过直接给静态成员变量uniqueInstance创建对象–线程安全
延迟实例化-懒汉式：在首次需要的时候才创建对象
五、单例模式线程安全讨论
单例模式的核心在于：该类只能实例化一个对象，不允实例化两个对象。2个线程首次同时调用getInstance()获取实例，可能产生2个实例对象，解决方法就是给getInstance()加锁或者是采取饿汉式单例模式。
1. 延迟实例化（懒汉式-线程不安全）
优点：懒加载，启动速度快、如果从始至终都没使用过这个实例，则不会初始化该实例，可节约资源。
缺点：多线程环境下线程不安全。if (uniqueInstance == NULL) 存在竞态条件，可能会有多个线程同时进入 if 语句，导致产生多个实例。
2.延迟实例化（懒汉式-线程安全）
优点：使得原始懒汉式变得线程安全。
缺点：加锁操作只在实例第一次实例化的时候有用，但是自实例化后，后续99%的情况下，加锁操作都是多余的，每次只有一个线程可以进去该方法获取实例，并发性能极差。
3.延迟实例化（懒汉式-双重检查线程安全）
优点：第一次实例化的时候，加锁操作保证了线程安全，实例化完成后，当再次获取实例对象的时候，由于最外层的if判断，保证了不再会进行加锁操作，提高了（2）中的效率且保证了线程安全
缺点：每次获取实例，都要进行多余的if语句判断，但是影响不是很大。
4.饿汉式实例化
优点：简单，使用时没有延迟；在类装载时就完成实例化，天生的线程安全。
缺点：没有懒加载，启动较慢；如果从始至终都没使用过这个实例，则会造成系统启动时候的内存浪费。
六、单例模式总结
1.适用场景
（1）系统只需要一个实例对象，如系统要求提供一个唯一的***生成器或资源管理器，或者需要考虑资源消耗太大而只允许创建一个对象。
（2）客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点，除了该公共访问点，不能通过其他途径访问该实例。
2. 优点
（1）单例模式提供了对唯一实例的受控全局访问
（2）由于在系统内存中只存在一个对象，因此可以节约系统资源，对于一些需要频繁创建和销毁的对象，单例模式可以提高系统的性能。
（3）允许可变数目的实例。基于单例模式我们可以进行扩展，使用与单例控制相似的方法来获得指定个数的对象实例，既节省系统资源，又解决了单例单例对象共享过多有损性能的问题。
3.缺点
（1）由于单例模式中没有抽象层，因此单例类的扩展有很大的困难。
（2）单例类的职责过重，在一定程度上违背了 “单一职责原则”。
（3）如果实例化的共享对象长时间不被利用，系统可能会认为它是垃圾，会自动销毁并回收资源，下次利用时又将重新实例化，这将导致共享的单例对象状态的丢失。