一、应用场景

一般会在以下两种情况下采用单例模式：

资源共享的情况下，避免由于资源操作时导致的性能或损耗等。
控制资源的情况下，方便资源之间的互相通信。

场景举例：

为了方便线程池对池中的线程进行管理，一般线程池也会采用单例模式。
操作系统的文件系统，也是大的单例模式实现的具体例子，一个操作系统只能有一个文件系统。
外部资源：每台计算机有若干个打印机，但只能有一个PrinterSpooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机。内部资源：大多数软件都有一个（或多个）属性文件存放系统配置，这样的系统应该有一个对象管理这些属性文件
Windows的Task Manager（任务管理器）就是很典型的单例模式。
Windows的Recycle Bin（回收站）也是典型的单例应用。
网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。
Web应用的配置对象的读取，由于配置文件是共享的资源。
应用程序的日志应用，一般都何用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加。
数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源。数据库软件系统中使用数据库连接池，主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗，这种效率上的损耗还是非常昂贵的，因为何用单例模式来维护，就可以大大降低这种损耗。

二、单例原则

构造方法私有化。
以静态方法或者枚举返回实例。
实例化变量引用私有化。
确保反序列转换时不会重新构建对象。

三、怎么写单例模式

（一）饿汉模式

饿汉模式在类被初始化时就已经在内存中创建了对象，以空间换时间，因此不存在线程安全问题。

package com.fuping.liuqu.demo.design.pattern.singleton;

/**
 * 单例模式，饿汉模式
 */
public class Singleton1 {

    private String field;

    public String getField() {
        return field;
    }

    public void setField(String field) {
        this.field = field;
    }

    private static final Singleton1 INSTANCE = new Singleton1();

    private Singleton1() {
    }

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

（二）懒汉模式

懒汉模式在方法被调用后才创建对象，以时间换空间，在多线程环境下存在风险。

package com.fuping.liuqu.demo.design.pattern.singleton;

/**
 * 单例模式，懒汉模式
 */
public class Singleton2 {

    private String field;

    private static Singleton2 instance = null;

    public String getField() {
        return field;
    }

    public void setField(String field) {
        this.field = field;
    }

    private Singleton2() {
    }

    public static Singleton2 getInstance() {
        if (null == instance) {
            instance = new Singleton2();
        }
        return instance;
    }
}

（三）双重检入模式

必须给INSTANCE增加volatile描述，以解决指令重排序的问题。

package com.fuping.liuqu.demo.design.pattern.singleton;

/**
 * 单例模式，双重检入模式
 */

public class Singleton3 {

    private String field;

    private volatile static Singleton3 INSTANCE = null;

    public String getField() {
        return field;
    }

    public void setField(String field) {
        this.field = field;
    }

    private Singleton3() {
    }

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

（四）静态内部类模式

静态内部类的优势在于第一次加载Singleton4类时不会去初始化INSTANCE，只有第一次调用getInstance，虚拟机加载SingletonHolder类并初始化INSTANCE，这样不仅能确保线程安全，也能保证 Singleton4 类的唯一性。

package com.fuping.liuqu.demo.design.pattern.singleton;

/**
 * 单例模式，静态内部类模式
 */
public class Singleton4 {

    private Singleton4() {
    }

    public Singleton4 getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton4 INSTANCE = new Singleton4();
    }
}

（五）单元素枚举模式

优势：

可以避免反射攻击问题（构造方法私有化，并不能阻止类被反射）
可以解决序列化问题

package com.fuping.liuqu.demo.design.pattern.singleton;

/**
 * 单例模式，枚举类模式
 */
public enum Singleton5 {

    INSTANCE;

    private String field;

    public String getField() {
        return field;
    }

    public void setField(String field) {
        this.field = field;
    }

    public Singleton5 getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

设计模式-Java-单例模式