一、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。例如，Windows 中只能打开一个任务管理器，这样可以避免因打开多个任务管理器窗口而造成内存资源的浪费，或出现各个窗口显示内容的不一致等错误。

在计算机系统中，还有 Windows 的回收站、操作系统中的文件系统、多线程中的线程池、显卡的驱动程序对象、打印机的后台处理服务、应用程序的日志对象、数据库的连接池、网站的计数器、Web 应用的配置对象、应用程序中的对话框、系统中的缓存等常常被设计成单例。
J2EE 标准中的 ServletContext 和 ServletContextConfig、Spring 框架应用中的 ApplicationContext、数据库中的连接池等也都是单例模式。
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：
单例模式一般没有接口，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。在调试过程中，如果单例中的代码没有执行完，也不能模拟生成一个新的对象。
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。
对于 Java 来说，单例模式可以保证在一个 JVM 中只存在单一实例。单例模式的应用场景主要有以下几个方面。
需要频繁创建的一些类，使用单例可以降低系统的内存压力，减少 GC。
某类只要求生成一个对象的时候，如一个班中的班长、每个人的身份证号等。
某些类创建实例时占用资源较多，或实例化耗时较长，且经常使用。
某类需要频繁实例化，而创建的对象又频繁被销毁的时候，如多线程的线程池、网络连接池等。
频繁访问数据库或文件的对象。
对于一些控制硬件级别的操作，或者从系统上来讲应当是单一控制逻辑的操作，如果有多个实例，则系统会完全乱套。
当对象需要被共享的场合。由于单例模式只允许创建一个对象，共享该对象可以节省内存，并加快对象访问速度。如 Web 中的配置对象、数据库的连接池等。

懒汉式

public class LazySingleton {
	private static volatile LazySingleton instance = null;    //保证 instance 在所有线程中同步

	private LazySingleton() {
	}    //private 避免类在外部被实例化

	public static synchronized LazySingleton getInstance() {
		//getInstance 方法前加同步
		if (instance == null) {
			instance = new LazySingleton();
		}
		return instance;
	}
}

饿汉式

public class HungrySingleton {
	private static final HungrySingleton instance = new HungrySingleton();
	private HungrySingleton() {
	}
	public static HungrySingleton getInstance() {
		return instance;
	}
}

饿汉式天生就是线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现问题，

懒汉式本身是非线程安全的，为了实现线程安全有几种写法。
饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来，不管之后会不会使用这个单例，都会占据一定的内存，但是相应的，在第一次调用时速度也会更快，因为其资源已经初始化完成。

而懒汉式顾名思义，会延迟加载，在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来，第一次调用时要做初始化，如果要做的工作比较多，性能上会有些延迟，之后就和饿汉式一样了。

二、原型（Prototype）模式的定义如下：用一个已经创建的实例作为原型，通过复制该原型对象来创建一个和原型相同或相似的新对象
原型模式的优点：
Java 自带的原型模式基于内存二进制流的复制，在性能上比直接 new 一个对象更加优良。
可以使用深克隆方式保存对象的状态，使用原型模式将对象复制一份，并将其状态保存起来，简化了创建对象的过程，以便在需要的时候使用（例如恢复到历史某一状态），可辅助实现撤销操作。
原型模式的缺点：
需要为每一个类都配置一个 clone 方法
clone 方法位于类的内部，当对已有类进行改造的时候，需要修改代码，违背了开闭原则。
当实现深克隆时，需要编写较为复杂的代码，而且当对象之间存在多重嵌套引用时，为了实现深克隆，每一层对象对应的类都必须支持深克隆，实现起来会比较麻烦。因此，深克隆、浅克隆需要运用得当。
//具体原型类

class Realizetype implements Cloneable {
	Realizetype() {
		System.out.println("具体原型创建成功！");
	}
	public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		System.out.println("具体原型复制成功！");
		return (Realizetype) super.clone();
	}
}

//原型模式的测试类

public class PrototypeTest {
	public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
		Realizetype obj1 = new Realizetype();
		Realizetype obj2 = (Realizetype) obj1.clone();
		System.out.println("obj1==obj2?" + (obj1 == obj2));
	}
}

浅克隆仅仅复制所考虑的对象，不会复制它所引用的成员对象。
在深克隆中，除了对象本身被复制外，对象包含的引用也被复制，也就是其中的成员对象也被复制。

public Customer clone(){
		Customer cus=null;
		try {
			cus=(Customer) super.clone();
			cus.address=(Address) address.clone();
		} catch (CloneNotSupportedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return cus;
	}

Java序列化将对象写入对象流中，实现深克隆

public class Customer implements Serializable{
	private Address address;
	private String name;

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public Address getAddress() {
		return address;
	}

	public void setAddress(Address address) {
		this.address = address;
	}

	public Customer(String name, Address address) {
		super();
		this.name = name;
		this.address = address;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Customer [address=" + address + ", name=" + name + "]";
	}
	public Object deepClone() throws Exception {
		//将对象写入流中
		ByteArrayOutputStream bao=new ByteArrayOutputStream();
		ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(bao);
		oos.writeObject(this);
		//将对象从流中取出
		ByteArrayInputStream bis=new ByteArrayInputStream(bao.toByteArray());
		ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(bis);
		return(ois.readObject());
	}
}