案例分析：设计模式与代码的结构特性
软件设计模式(Design pattern)，又称设计模式，是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。
单例模式定义
对于系统中的某些类来说，只有一个实例很重要，例如，一个系统中可以存在多个打印任务，但是只能有一个正在工作的任务;一个系统只能有一个窗口管理器或文件系统;一个系统只能有一个计时工具或ID(序号)生成器。如在Windows中就只能打开一个任务管理器。如果不使用机制对窗口对象进行唯一化，将弹出多个窗口，如果这些窗口显示的内容完全一致，则是重复对象，浪费内存资源;如果这些窗口显示的内容不一致，则意味着在某一瞬间系统有多个状态，与实际不符，也会给用户带来误解，不知道哪一个才是真实的状态。因此有时确保系统中某个对象的唯一性即一个类只能有一个实例非常重要。
如何保证一个类只有一个实例并且这个实例易于被访问呢?定义一个全局变量可以确保对象随时都可以被访问，但不能防止我们实例化多个对象。一个更好的解决办法是让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例被创建，并且它可以提供一个访问该实例的方法。这就是单例模式的模式动机。
单例模式的要点
显然单例模式的要点有三个：
一是某个类只能有一个实例;二是它必须自行创建这个实例;三是它必须自行向整个系统提供这个实例。
从具体实现角度来说，就是以下三点：
一是单例模式的类只提供私有的构造函数，二是类定义中含有一个该类的静态私有对象，三是该类提供了一个静态的公有的函数用于创建或获取它本身的静态私有对象。
单例模式的创建
1、常见的单例模式有两种创建方式：所谓饿懒汉式与饿汉式
（1）懒汉式
何为懒？顾名思义，就是不做事，这里也是同义，懒汉式就是不在系统加载时就创建类的单例，而是在第一次使用实例的时候再创建。
详见下方代码示例：
1 public class LHanDanli {
2 //定义一个私有类变量来存放单例，私有的目的是指外部无法直接获取这个变量，而要使用提供的公共方法来获取
3 private static LHanDanli dl = null;
4 //定义私有构造器，表示只在类内部使用，亦指单例的实例只能在单例类内部创建
5 private LHanDanli(){}
6 //定义一个公共的公开的方法来返回该类的实例，由于是懒汉式，需要在第一次使用时生成实例，所以为了线程安全，使用synchronized关键字来确保只会生成单例
7 public static synchronized LHanDanli getInstance(){
8 if(dl == null){
9 dl = new LHanDanli();
10 }
11 return dl;
12 }
13 }
（2）饿汉式
又何为饿？饿者，饥不择食；但凡有食，必急食之。此处同义：在加载类的时候就会创建类的单例，并保存在类中。
详见下方代码示例：
1 public class EHanDanli {
2 //此处定义类变量实例并直接实例化，在类加载的时候就完成了实例化并保存在类中
3 private static EHanDanli dl = new EHanDanli();
4 //定义无参构造器，用于单例实例
5 private EHanDanli(){}
6 //定义公开方法，返回已创建的单例
7 public static EHanDanli getInstance(){
8 return dl;
9 }
10 }
2、双重加锁机制
何为双重加锁机制？
在懒汉式实现单例模式的代码中，有使用synchronized关键字来同步获取实例，保证单例的唯一性，但是上面的代码在每一次执行时都要进行同步和判断，无疑会拖慢速度，使用双重加锁机制正好可以解决这个问题：
1 public class SLHanDanli {
2 private static volatile SLHanDanli dl = null;
3 private SLHanDanli(){}
4 public static SLHanDanli getInstance(){
5 if(dl == null){
6 synchronized (SLHanDanli.class) {
7 if(dl == null){
8 dl = new SLHanDanli();
9 }
10 }
11 }
12 return dl;
13 }
14 }
看了上面的代码，有没有感觉很无语，双重加锁难道不是需要两个synchronized进行加锁的吗？
......
其实不然，这里的双重指的的双重判断，而加锁单指那个synchronized，为什么要进行双重判断，其实很简单，第一重判断，如果单例已经存在，那么就不再需要进行同步操作，而是直接返回这个实例，如果没有创建，才会进入同步块，同步块的目的与之前相同，目的是为了防止有两个调用同时进行时，导致生成多个实例，有了同步块，每次只能有一个线程调用能访问同步块内容，当第一个抢到锁的调用获取了实例之后，这个实例就会被创建，之后的所有调用都不会进入同步块，直接在第一重判断就返回了单例。至于第二个判断，个人感觉有点查遗补漏的意味在内（期待高人高见）。
补充：关于锁内部的第二重空判断的作用，当多个线程一起到达锁位置时，进行锁竞争，其中一个线程获取锁，如果是第一次进入则dl为null，会进行单例对象的创建，完成后释放锁，其他线程获取锁后就会被空判断拦截，直接返回已创建的单例对象。
不论如何，使用了双重加锁机制后，程序的执行速度有了显著提升，不必每次都同步加锁。
其实我最在意的是volatile的使用，volatile关键字的含义是：被其所修饰的变量的值不会被本地线程缓存，所有对该变量的读写都是直接操作共享内存来实现，从而确保多个线程能正确的处理该变量。该关键字可能会屏蔽掉虚拟机中的一些代码优化，所以其运行效率可能不是很高，所以，一般情况下，并不建议使用双重加锁机制，酌情使用才是正理！
更进一步说，其实使用volatile的目的是为了防止暴露一个未初始化的不完整单例实例，导致系统崩溃。因为创建单例实例其实需要经过以下几步：首先分配内存空间、然后将内存空间的首地址指向引用（指针），最后调用构造器创建实例，由于在第二步的时候这个引用（指针）就会变的非null，那么在第三步未执行，真正的单例实例还未创建完成的时候，一个线程过来在第一个校验中为false，将会直接将不完整的实例返回，从而造成系统崩溃。
3、类级内部类方式
饿汉式会占用较多的空间，因为其在类加载时就会完成实例化，而懒汉式又存在执行速率慢的情况，双重加锁机制呢？又有执行效率差的毛病，有没有一种完美的方式可以规避这些毛病呢？
貌似有的，就是使用类级内部类结合多线程默认同步锁，同时实现延迟加载和线程安全。
单例模式的优缺点
优点
一、实例控制
单例模式会阻止其他对象实例化其自己的单例对象的副本，从而确保所有对象都访问唯一实例。
二、灵活性
因为类控制了实例化过程，所以类可以灵活更改实例化过程。
缺点
一、开销
虽然数量很少，但如果每次对象请求引用时都要检查是否存在类的实例，将仍然需要一些开销。可以通过使用静态初始化解决此问题。
二、可能的开发混淆
使用单例对象(尤其在类库中定义的对象)时，开发人员必须记住自己不能使用new关键字实例化对象。因为可能无法访问库源代码，因此应用程序开发人员可能会意外发现自己无法直接实例化此类。
三、对象生存期
不能解决删除单个对象的问题。在提供内存管理的语言中(例如基于.NET Framework的语言)，只有单例类能够导致实例被取消分配，因为它包含对该实例的私有引用。在某些语言中(如 C++)，其他类可以删除对象实例，但这样会导致单例类中出现悬浮引用。
