Singleton的英文意義是獨身，也就是只有一個人，應(yīng)用在物件導(dǎo)向語言上，通常翻譯作單例：單一個實例（Instance）。
很多時候，您會需要Singleton模式，例如印表機管理，您希望程式中只能有一個Print Spooler，以避免兩個列印動作同時輸入至印表機中；例如資料庫管理，因為建立連接（Connection）物件會耗用資源，您希望程式中只能有一個連接物件，所有其它的程式都透過這個物件來連接資料庫，以避免連接物件的重複開啟造成資源的耗用；例如系統(tǒng)程式屬性檔的讀取，您使用單一個物件來讀取屬性內(nèi)容，而程式的其它部份都向這個物件要求屬性資料，而不是自行讀取屬性資料。
以印表機設(shè)計為例，有的設(shè)計人員會採取全域變數(shù)的方式來建立實例，並在程式中隨機取用這個實例，Java雖然不支援全域變數(shù)，但透過將物件包裝在一個類別之中，也有人會採用這樣的寫法：
public class PrintSpooler {
public PrintSpooler() {
// ....
}
public Connection getSpooler(){
....
}
}
public class GlobalObject {
private PrintSpooler printSpooler;
public GlobalObject () {
printSpooler = new PrintSpooler();
...
}
public void getPrintSpooler() {
return printSpooler;
}
}
無論全域變數(shù)或是以上的例子，都無法保證只產(chǎn)生唯一個實例，您也許會注意不犯這個錯誤，但與您共同工作的夥伴也許會直覺的使用建構(gòu)方法來產(chǎn)生一個 PrintSpooler實例。
Singleton模式可以保證一個類別只有一個實例，並提供一個訪問（visit）這個實例的方法。
一個Singleton實作即為Java中的java.lang.Runtime類別，每個Java程式執(zhí)行時都有一個唯一的Runtime物件，可以透過它提供的靜態(tài)方法getRuntime()方法來取得這個物件，例如：
Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
取得Runtime物件之後，您可以透過它進行一些外部命令的執(zhí)行、進行垃圾處理等等指令，您可以開啟Runtime.java類別，開頭的幾行是這樣寫的：
public class Runtime {
private static Runtime currentRuntime = new Runtime();
public static Runtime getRuntime() {
return currentRuntime;
}
/** Don't let anyone else instantiate this class */
private Runtime() {}
// 以下略
}
上面結(jié)構(gòu)即採用Singleton模式設(shè)計，其結(jié)構(gòu)使用 UML 來表即如下所示：
如上所示的，Java使用
靜態(tài)工廠 來取得Runtime物件，其中Runtime的建構(gòu)函式被宣告為private，這樣可以阻止其他人使用建構(gòu)方法來建立實例；使用更一般化的表示單例的UML結(jié)構(gòu)，如下圖所示：
有幾個實作上面結(jié)構(gòu)的方法，可以在第一次需要實例時再建立物件，也就是採用所謂的Lazy Initialization：
public class Singleton {
private static Singleton instance = null;
private Singleton() {
// ....
}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
// .. 其它實作
}
上面的實作適用於單執(zhí)行緒的程式，在多執(zhí)行緒的程式下，以下的寫法在多個執(zhí)行緒的競爭資源下，將仍有可能產(chǎn)生兩個以上的實例，例如下面的情況：
Thread1: if(instance == null) // true
Thread2: if(instance == null) // true
Thread1: instance = new Singleton(); // 產(chǎn)生一個實例
Thread2: instance = new Singleton(); // 又產(chǎn)生一個實例
Thread1: return instance; // 回傳一個實例
Thread2: return instance; // 又回傳一個實例
在多執(zhí)行緒的環(huán)境下，為了避免資源同時競爭而導(dǎo)致如上產(chǎn)生多個實例的情況，加上同步（synchronized）機制：
public class Singleton {
private static Singleton instance = null;
private Singleton(){}
synchronized static public Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
不過這種簡單的寫法不適合用於像伺服器這種服務(wù)很多執(zhí)行緒的程式上，同步機制會造成相當(dāng)?shù)男艿吐洌瑸榱祟櫦癝ingleton、Lazy Initialization與效能問題，因而有了Double-check Locking的模式：
public class Singleton {
private static Singleton instance = null;
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null){
synchronized(Singleton.class){
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
Java中Runtime類別的作法就簡單多了，它捨棄了Lazy Initialization，如果您的實例初始化不是很久的話，可以用這種方式：
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton() {
// ....
}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
// 其它實作
}
Singleton本身的觀念簡單但應(yīng)用很廣，因而很多時候必須對實際環(huán)境作一些考量與調(diào)整，建議您也看看有關(guān)於Singleton的這篇
討論。