一、单例模式
1、单例模式（Singleton Pattern）：指确保一个类在任何情况下都绝对只有一个实例，私有化其所有构造方法，并提供一个全局访问点。（属于创建型模式）
2、适用场景
确保任何情况下都绝对只有一个实例（如ServletContext、ServletConfig、ApplicationContext、DBPool）。
3、常见写法
- 饿汉式单例
- 懒汉式单例
- 注册式单例
- ThreadLocal单例
4、优点
- 在内存中只有一个实例，减少了内存开销
- 可以避免对资源的多重占用
- 设置全局访问点，严格控制访问
5、缺点
- 没有接口，扩展困难
- 如果要扩展单例对象，只有修改代码，没有其他途径
二、饿汉式单例
1、饿汉式单例：指在单例类首次加载时就创建实例。
2、缺点：如果这个对象实例从头到尾都没有被使用过的话，会浪费内存空间。
例子：下面两种方式都可以。
① 常规：
② 静态代码块：
提问：这两种饿汉式为什么成员变量要加final关键字？
防止该实例被篡改。如果不加final的话，该实例有可能被别人给覆盖了。
三、懒汉式单例
懒汉式单例：被外部类调用时才创建实例。
例子：下面三种方式都可以。（线程安全）
① 粗粒度加锁：
② 细粒度加锁：（双重校验锁）
提问：这两种懒汉式为什么成员变量不加final关键字？
如果加final的话，singleton对象引用就不能被赋值了。
③ 静态内部类：
四、反射破坏单例
提问：如下图代码，虽然以上懒汉式和饿汉式的构造方法都私有了，但还是没办法防止反射攻击，如何解决？
反射攻击例子：
解决：
运行结果：
五、序列化破坏单例
当我们将一个单例对象创建好，有时候需要将对象序列化然后写入到磁盘，下次使用时再从磁盘中读取到对象，反序列化转化为内存对象。反序列化后的对象会重新分配内存，即重新创建。那如果序列化的目标对象为单例对象，就违背了单例模式的初衷，相当于破坏了单例，如下代码：
编写测试代码：
运行结果：
从运行结果中可以看出，反序列化后的对象和手动创建的对象是不一致的，实例化了两次，违背了单例的设计初衷。那么，我们如何保证序列化的情况下也能够实现单例？其实很简单，只需要增加readResolve()方法即可，如下代码：
再看运行结果：（原理这里就不解释了，实际上还是实例化了两次，只不过新创建的对象没有被返回）
六、注册式单例
注册式单例：将每一个实例都登记缓存到某一个地方中，使用唯一标识获取实例。
注册式单例有两种：容器缓存、枚举登记。
① 先看枚举式单例的例子，创建一个EnumSingleton枚举类：（能防止序列化和反射攻击破坏单例）
测试代码：
运行结果：说明能防止序列化破坏单例。（枚举类型其实通过类名和Class对象找到一个唯一的枚举对象。因此，枚举对象不可能被类加载器加载多次）
再测试代码：
运行结果：说明能防止反射攻击破坏单例。
再测试代码：
运行结果：这时错误更明显了，从JDK层面就明确规定不能用反射来创建枚举类型。
对EnumSingleton.class进行反编译，发现如下代码：
枚举类单例在静态代码块中就给INSTANCE进行了赋值，是饿汉式单例的体现。
因此，《Effective Java》中推荐这种写法，从JDK层面就为枚举不被序列化和反射破坏来保驾护航。
② 再看容器缓存单例的写法，创建一个ContainerSingleton类：
容器式写法适用于创建实例非常多的情况，便于管理。这里加上synchronized锁就是线程安全的。Spring中也用，如AbstractAutowireCapableBeanFactory。
七、ThreadLocal线程单例
ThreadLocal不能保证其创建的对象是全局唯一，但能保证在单个线程中是唯一的，且天生线程安全。如下代码：
写一下测试代码：
运行结果：（单个线程内才会是同个对象）
上面的单例模式为了达到线程安全的目的，给方法上锁，以时间换空间。而ThreadLocal将所有对象全部放在ThreadLocalMap中，为每个线程都提供一个对象，实际上是以空间换时间来实现线程间隔离的。
八、知识重点总结
1、私有化构造器
2、保证线程安全
3、延迟加载
4、防止序列化和反序列化破坏单例
5、防御反射攻击单例