1.单例模式概念

单例模式（Singleton Pattern）负责创建自己的对象，同时确保程序中该类只有一个对象被创建。

2.单例模式作用

确保程序中一个类最多只有一个实例，提供访问这个类的全局点。

3.优点和缺点

优点
1）在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。
2）避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。
缺点
不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

4.注意事项

1）在JAVA中实现单例模式，需要一个私有的构造器，一个静态方法和一个静态变量。
2）双重检查加锁不适用于JDK1.4及以前的版本。
3）如果使用多个类加载器，可能导致单例失效，而产生多个实例。
4）如果使用JVM1.2或之前的版本，你必须建立单例注册表，以免垃圾收集器将单例回收。

5.例子解析

单例模式类图

线程不安全，懒汉模式

/**
 * @author Administrator
 *  线程不安全
 */
public class Singleton {
    //利用static来记录Singleton唯一的实例
    private static Singleton singleton = null;
    //将构造方法声明为私有，只有Singleton类内部才能调用构造器
    private Singleton() {
    }
    //用getInstance方法实例化对象，并返回这个实例
    public static Singleton getInstance()
    {
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

线程安全,饿汉模式
这里的懒汉和饿汉主要指的是singleton 是在什么时候实例化

//这种在声明变量的时候就实例化的就是饿汉模式
private static Singleton singleton = new Singleton();

//这种要先判断singleton == null，就是懒汉模式
    public static Singleton getInstance()
    {
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }

/**
 * @author Administrator
 *  使用synchronized实现了线程安全，但是效率不高，会造成程序执行效率降低
 */
public class Singleton {
    //利用static来记录Singleton唯一的实例
    private static Singleton singleton = new Singleton();
    //将构造方法声明为私有，只有Singleton类内部才能调用构造器
    private Singleton() {
    }
    //用getInstance方法实例化对象，并返回这个实例
    //关键字synchronized实现线程安全
    public static synchronized Singleton getInstance()
    {
        return singleton;
    }
}

双重检查加锁

/**
 * @author Administrator
 *  双重检查加锁
 *  JDK大于1.4的版本，双重检查加锁才能生效
 */
public class Singleton {
    //利用static来记录Singleton唯一的实例
    //volatile确保singleton变量被初始化成为Singleton实例后，多个线程能够正确的处理singleton变量
    private volatile static Singleton singleton = null;
    //将构造方法声明为私有，只有Singleton类内部才能调用构造器
    private Singleton() {
    }
    //用getInstance方法实例化对象，并返回这个实例
    public static Singleton getInstance()
    {
        if (singleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (singleton == null) {
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

6.总结

1）volatile的作用，关于这个网上有很多资料，每个我都会先看了评论，然后觉得有一篇文章（文章链接会在参考文章里附上）讲得比较仔细，而且应该也没有什么大问题。它总结了volatile的作用：
一旦一个共享变量（类的成员变量、类的静态成员变量）被volatile修饰之后，那么就具备了两层语义：
　　<1>保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，这新值对其他线程来说是立即可见的。
　　<2>禁止进行指令重排序。
它里面有个例子，阐述了volatile的使用场景。首先，需要知道的是当程序在运行过程中，会将运算需要的数据从主存复制一份到CPU的高速缓存当中，那么CPU进行计算时就可以直接从它的高速缓存读取数据和向其中写入数据，当运算结束之后，再将高速缓存中的数据刷新到主存当中。
举个例子，
int i = i+1;
当线程执行这个语句时，会先从主存当中读取i的值，然后复制一份到高速缓存当中，然后CPU执行指令对i进行加1操作，然后将数据写入高速缓存，最后将高速缓存中i最新的值刷新到主存当中。
当在多线程的情况下，假设有两个线程，i初始值是0。初始时，两个线程分别读取i的值存入各自所在的CPU的高速缓存当中，然后线程一进行加1操作，然后把i的最新值1写入到内存。此时线程二的高速缓存当中i的值还是0，进行加1操作之后，i的值为1，然后线程二把i的值写入内存，最终i的值是等于1，而不是2。这不是我们想要的结果。
那么这时候就可以用到volatile了。
当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主存，当有其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。
而普通的共享变量不能保证可见性，因为普通共享变量被修改之后，什么时候被写入主存是不确定的，当其他线程去读取时，此时内存中可能还是原来的旧值，因此无法保证可见性。
但是，我们还是需要明白，volatile只是保证两个线程都能从主内存中读取到最新的变量值，但是却不能保证线程安全。
通过上面的例子说一种可能发生的情况，假设当前的i在主内存中的值是3，当线程一和线程二同时读取主内存中的i的值进行操作的时候，它们拿到的都是i=3,然后进行各自的操作，加1后，两个线程得到的结果都是4，线程一会将结果4写回到主内存中，而线程二也会将结果4写到主内存中，这样就导致i的结果是4，而不是5。

2）JAVA主内存和工作内存
在查找关于volatile的资料的时候，涉及到了主内存和工作内存的概念，所以也在网上查找了一下。
主内存主要对应于java堆中对象的实例数据部分，而工作内存则对应于虚拟机栈中的部分区域。
从更底层来说，主内存就是硬件的内存，而为了获取更好的运行速度，虚拟机及硬件系统可能会让工作内存优先存储于寄存器和高速缓存。
这个概念没有认真验证是对得还是错的，可以搜索JAVA内存模型可以了解得更具体一点。

3）类加载器
在注意事项里提到了如果使用多个类加载器，可能导致单例失效，而产生多个实例。可以搜索JAVA自定义类加载器和查看
http://www.codeweblog.com/%E7%B1%BB%E5%8A%A0%E8%BD%BD%E5%99%A8%E4%B8%8E%E5%8D%95%E4%BE%8B/