当管理对整个应用程序共享的资源的访问时，应该使用单例，并且可能存在同一个类的多个实例将是破坏性的。确保对共享资源的访问线程安全是这种模式至关重要的一个很好的例子。

当使用单例时，你应该确保你不会意外地隐藏依赖关系。理想情况下，单例对象(就像应用程序中的大多数静态变量一样)在应用程序的初始化代码执行期间设置(c#可执行文件为静态void Main()， java可执行文件为静态void Main())，然后传递给所有其他需要它的实例化类。这有助于维护可测试性。

一个实例可以在Test::Builder中找到，这个类支持几乎所有现代Perl测试模块。Builder单例存储并代理测试流程的状态和历史记录(历史测试结果，计算运行的测试次数)以及测试输出流向等内容。这些都是协调由不同作者编写的多个测试模块以在单个测试脚本中一起工作所必需的。

The history of Test::Builder's singleton is educational. Calling new() always gives you the same object. First, all the data was stored as class variables with nothing in the object itself. This worked until I wanted to test Test::Builder with itself. Then I needed two Test::Builder objects, one setup as a dummy, to capture and test its behavior and output, and one to be the real test object. At that point Test::Builder was refactored into a real object. The singleton object was stored as class data, and new() would always return it. create() was added to make a fresh object and enable testing.

Currently, users are wanting to change some behaviors of Test::Builder in their own module, but leave others alone, while the test history remains in common across all testing modules. What's happening now is the monolithic Test::Builder object is being broken down into smaller pieces (history, output, format...) with a Test::Builder instance collecting them together. Now Test::Builder no longer has to be a singleton. Its components, like history, can be. This pushes the inflexible necessity of a singleton down a level. It gives more flexibility to the user to mix-and-match pieces. The smaller singleton objects can now just store data, with their containing objects deciding how to use it. It even allows a non-Test::Builder class to play along by using the Test::Builder history and output singletons.

似乎在数据的协调和行为的灵活性之间存在着一种推拉关系，这种关系可以通过在共享数据周围使用尽可能少的行为来缓解，以确保数据的完整性。

单例候选人必须满足三个要求:

控制对共享资源的并发访问。 将从系统的多个不同部分请求对资源的访问。 只能有一个对象。

如果你提议的单例只有其中的一两个需求，那么重新设计几乎总是正确的选择。

例如，打印机假脱机程序不太可能从多个位置(打印菜单)调用，因此可以使用互斥来解决并发访问问题。

简单的日志记录器是可能有效的单例的最明显的例子，但这可能会在更复杂的日志记录方案中发生变化。

首先，让我们区分一下单对象和单对象。后者是前者的许多可能实现之一。而且单对象的问题与单例的问题是不同的。单对象本身并不坏，有时是做事情的唯一方法。简而言之:

单对象-我只需要程序中对象的一个实例 Singleton -创建一个带有静态字段的类。添加一个返回此字段的静态方法。在第一次调用时惰性地实例化一个字段。总是返回相同的对象。

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton instance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

如您所见，规范形式的“单例”模式对测试不是很友好。不过，这个问题很容易解决:只要让Singleton实现一个接口。让我们称它为“可测试单例”:)

public class Singleton implements ISingleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static ISingleton instance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

现在我们可以模拟Singleton了，因为我们通过接口来使用它。其中一项索赔消失了。让我们看看是否可以去掉另一个声明-共享全局状态。

如果我们剥离单例模式，它的核心是惰性初始化:

public static ISingleton instance() {
    if (instance == null) {
        instance = new Singleton();
    }
    return instance;
}

这就是它存在的全部原因。这就是单对象模式。我们把它拿走，放到工厂方法中，例如:

public class SingletonFactory {
    private static ISingleton instance;

    // Knock-knock. Single Object here
    public static ISingleton simpleSingleton() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

与我们的可测试单例有什么不同?没有，因为这是单对象模式的本质——不管你是把它实现为单例、工厂方法还是服务定位器。你仍然有一些共享的全局状态。如果从多个线程访问它，这可能会成为一个问题。您将不得不使simpleSingleton()同步并处理所有多线程问题。

再说一遍:无论你选择什么方法，你都必须付出单一对象的代价。使用依赖注入容器只是将复杂性转移到框架，它将不得不处理单对象的固有问题。

回顾:

Most of people who mention Singleton mean Single Object One of the popular ways to implement it is the Singleton pattern It has its flaws that can be mitigated However, the most of Singleton's complexity roots in Single Object's complexity Regardless of how you instantiate your Single Object, it's still there, be it a Service Locator, a Factory Method or something else You can shift the complexity to a DI container which is (hopefully) well-tested Sometimes using the DI container is cumbersome - imagine injecting a LOGGER to every class

当您想要确保一个类将有一个实例，并且该实例将有一个全局访问点时，您可以使用单例设计模式。

假设您有一个应用程序，它需要数据库来处理CRUD操作。理想情况下，您应该使用与数据库相同的连接对象来访问数据库并执行CRUD操作。

因此，为了确保数据库类有一个对象，并且该对象将在整个应用程序中使用，我们实现了单例设计模式。

确保构造函数是私有的，并且提供了一个静态方法来提供对单例类的单个对象的访问

将特定的基础设施关注点配置为单例或全局变量是非常实用的。我最喜欢的例子是依赖注入框架，它使用单例作为框架的连接点。

在这种情况下，您将依赖于基础设施来简化库的使用并避免不必要的复杂性。