A. 设计模式之单例模式
本文开始整个设计模式的系列学习，希望通过不断的学习，可以对设计模式有整体的掌握，并在项目中根据实际的情况加以利用。
单例模式是指一个类仅允许创建其自身的一个实例，并提供对该实例的访问权限。它包含静态变量，可以容纳其自身的唯一和私有实例。它被应用于这种场景——用户希望类的实例被约束为一个对象。在需要单个对象来协调整个系统时，它会很有帮助。
1、单例类只能有一个实例
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例
3、单例类必须给其他所有对象提供这一实例
1.尽量使用懒加载
2.双重检索实现线程安全
3.构造方法为private
4.定义静态的Singleton instance对象和getInstance()方法
单例模式至少有六种写法。
作为一种重要的设计模式，单例模式的好处有：
1、控制资源的使用，通过线程同步来控制资源的并发访问
2、控制实例的产生，以达到节约资源的目的
3、控制数据的共享，在不建立直接关联的条件下，让多个不相关的进程或线程之间实现通信
Singleton通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化，在同一个虚拟机范围内，Singleton的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。但其实通过java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的，那基本上会使所有的Java单例实现失效。
虽然也是只有一个线程能够执行，假如线程B先执行，线程B获得锁，线程B执行完之后，线程 A获得锁，但是此时没有检查singleton是否为空就直接执行了，所以还会出现两个singleton实例的情况。
既然懒汉式是非线程安全的，那就要改进它。最直接的想法是，给getInstance方法加锁不就好了，但是我们不需要给方法全部加锁啊，只需要给方法的一部分加锁就好了。基于这个考虑，引入了双检锁（Double Check Lock，简称DCL）的写法：
使用volatile 的原因：
对于JVM而言，它执行的是一个个Java指令。在Java指令中创建对象和赋值操作是分开进行的，也就是说instance = new Singleton();语句是分两步执行的。但是JVM并不保证这两个操作的先后顺序，也就是说有可能JVM会为新的Singleton实例分配空间， 然后直接赋值给instance成员，然后再去初始化这个Singleton实例。这样就使出错成为了可能，我们仍然以A、B两个线程为例：
加载一个类时，其内部类不会同时被加载。一个类被加载，当且仅当其某个静态成员（静态域、构造器、静态方法等）被调用时发生。
枚举类实现单例模式是 effective java 作者极力推荐的单例实现模式，因为枚举类型是线程安全的，并且只会装载一次，设计者充分的利用了枚举的这个特性来实现单例模式，枚举的写法非常简单，而且枚举类型是所用单例实现中唯一一种不会被破坏的单例实现模式。因为枚举类没有构造方法，可以防止反序列化操作。
1、除枚举方式外, 其他方法都会通过反射的方式破坏单例,反射是通过调用构造方法生成新的对象，所以如果我们想要阻止单例破坏，可以在构造方法中进行判断，若已有实例, 则阻止生成新的实例，解决办法如下:
2、如果单例类实现了序列化接口Serializable, 就可以通过反序列化破坏单例，所以我们可以不实现序列化接口,如果非得实现序列化接口，可以重写反序列化方法readResolve(), 反序列化时直接返回相关单例对象。
Runtime是一个典型的例子，看下JDK API对于这个类的解释"每个Java应用程序都有一个Runtime类实例，使应用程序能够与其运行的环境相连接，可以通过getRuntime方法获取当前运行时。应用程序不能创建自己的Runtime类实例。"，这段话，有两点很重要：
1、每个应用程序都有一个Runtime类实例
2、应用程序不能创建自己的Runtime类实例
只有一个、不能自己创建，是不是典型的单例模式？看一下，Runtime类的写法：
为了节约系统资源，有时需要确保系统中某个类只有唯一一个实例，当这个唯一实例创建成功之后，我们无法再创建一个同类型的其他对象，所有的操作都只能基于这个唯一实例。为了确保对象的唯一性，我们可以通过单例模式来实现。
单例模式应用的场景一般发现在以下条件下：
（1）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。如上述中的日志文件，应用配置。
（2）控制资源的情况下，方便资源之间的互相通信。如线程池等。
关于单例模式的漫画分析： https://mp.weixin.qq.com/s/f-sJIZHr7JUa31gKTllSFQ
单例模式的优缺点、注意事项、使用场景
B. 单例模式的作用及创建方法
单例模式作为常见的设计模式之一，在java的项目开发中会时常的用到。Java Singleton模式即保证在JVM运行时，一个类Class只有一个实例存在。
单例模式有什么好处呢？
最简单的一个例子就是网站计数器的设计了。当我们想要统计当前网站的在线人数时，一个显而易见的问题就是并发所带来的线程安全问题，当我们对这个计数器（网站人数）在同一时刻进行操作，再保存计数时就会造成数据的混乱，后者覆盖前者的结果。一种解决方案就是把这个计数器设置为唯一对象，所有人都必须共用同一份数据。
实现唯一对象最好的解决办法就是让类自己负责保存它的唯一实例，并且让这个类保证不会产生第二个实例，同时提供一个让外部对象访问该实例的方法。自己的事情自己办，而不是由别人代办，这非常符合面向对象的封装原则。
单例模式的三个特点：
只有在自身需要的时候才会行动，从来不知道及早做好准备。它在需要对象的时候，才判断是否已有对象，如果没有就立即创建一个对象，然后返回，如果已有对象就不再创建，立即返回。
该方法在多线程情况下有可能重复创建实例，以下是线程安全的懒汉模式
这种模式的缺点是加锁造成了效率下降，并且在绝大部分情况下是不需要同步的。使用双重检验锁（DCL），只在第一次初始化的时候进行同步加锁
该方式在类加载的时候就被实例化了。
这种方式同样利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程，它跟饿汉不同的是（很细微的差别）：饿汉方式是只要Singleton类被装载了，那么instance就会被实例化（没有达到lazy loading效果），而这种方式是Singleton类被装载了，instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有显式通过调用getInstance方法时，才会显示装载SingletonHolder类，从而实例化instance。
想象一下，如果实例化instance很消耗资源，我想让它延迟加载，另外一方面，我不希望在Singleton类加载时就实例化，因为我不能确保Singleton类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，那么这个时候实例化instance显然是不合适的。这个时候，这种方式就显得很合理。
关于类加载情况下单例模式，如果单例由不同的类装载器装入，那便有可能存在多个单例类的实例。假定不是远端存取，例如一些servlet容器对每个servlet使用完全不同的类 装载器，这样的话如果有两个servlet访问一个单例类，它们就都会有各自的实例。修复的办法是
C. Java单例模式饿汉式会有线程安全问题吗
1、答案：不会有线程安全问题。
2、首先，一个类可以被使用必须经过 加载、连接和初始化
3、饿汉模式的对象创建是在初始化的时候创建的，初始化操作是jvm执行的（会给类变量赋初始值，执行静态代码块等，类变量是用static修饰的变量），并且在我们看来一个类的初始化只会执行一次（jvm会控制），是不会有线程安全问题出现的
3、纠错：不是“类一加载就实例化”，而是类先加载、连接（此步骤执行时间不固定，但是在初始化执行前必须执行结束）。初始化执行的时机是你new了一个对象，或者使用了反射机制，或者调用类的静态变量和方法或者启动有main方法的类