单例模式
单例（Singleton）模式的定义：指一个类只有一个实例，且该类能自行创建这个实例的一种模式。
单例模式有 3 个特点：
单例类只有一个实例对象；
该单例对象必须由单例类自行创建；
单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点
单例模式的有点和缺点
单例模式的优点：
- 单例模式可以保证内存里只有一个实例，减少了内存的开销。
- 可以避免对资源的多重占用。
- 单例模式设置全局访问点，可以优化和共享资源的访问。
单例模式的缺点：
- 单例模式没有接口，扩展困难。如果要扩展，则除了修改原来的代码，没有第二种途径，违背开闭原则。
- 在并发测试中，单例模式不利于代码调试。
- 单例模式的功能代码通常写在一个类中，如果功能设计不合理，则很容易违背单一职责原则。
单例模式的结构如下图所示：
单例模式实现
Singleton 模式通常有两种实现形式：懒汉式和饿汉式。
懒汉式单例
该模式的特点是类加载时没有生成单例，只有当第一次调用 getlnstance 方法时才去创建这个单例。代码如下：
public class LazySingleton {
// //保证 instance 在所有线程中同步
private static volatile LazySingleton instance;
private LazySingleton(){
// 在类中私有化构造函数，避免外部实例化
}
public static synchronized LazySingleton getInstance(){
if (instance == null){
instance = new LazySingleton();
}
return instance;
}
}
注意：多线程情况下需要加volatile 和 synchronized关键字，否则导致线程安全问题。（同步会影响性能）
饿汉式单例
该模式的特点是类一旦加载就创建一个单例，保证在调用 getInstance 方法之前单例已经存在了。
public class HungrySingleton {
private static final HungrySingleton instance = new HungrySingleton();
private HungrySingleton(){}
public static HungrySingleton getInstance(){
return instance;
}
}
注意：饿汉式在类创建时就已经创建好一个静态的对象供系统使用，以后不再改变，所以是线程安全的。
多例模式
单例模式可扩展为有限的多例（Multitcm）模式，这种模式可生成有限个实例并保存在 ArrayList 中，客户需要时可随机获取。
当存在这样的类，只需要有限数量实例的情况下，可以使用多例 。
代码示例如下：
public class Multiton {
private static List<Multiton> list = new ArrayList<>();
private static final int MAX_VALUE = 10;
static {
for (int i = 0; i < MAX_VALUE; i++) {
list.add(new Multiton(i));
}
}
// 私有构造函数，避免外部创建
private Multiton(int i){ }
public static Multiton getRandomInstance(){
int value = (int) (Math.random() * MAX_VALUE);
return list.get(value);
}
}
在main函数中的使用方法如下：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Multiton randomInstance1 = Multiton.getRandomInstance();
Multiton randomInstance2 = Multiton.getRandomInstance();
// 产生十个实例，相等的可能性比较小
boolean isEquals = randomInstance1 == randomInstance2 ? true : false;
System.out.println(isEquals);
}
}
注意：多例模式可以控制类的实例数量，提高效率，但是也提高了实例的维护复杂度。