单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

1. 单例模式的结构

单例模式主要有以下角色：

角色	职责
单例类	只能创建一个实例的类
访问类	使用单例类

创建型模式（Creational Pattern）关注对象的创建过程，核心思想是将对象的创建与使用解耦：使用方不必关心对象是如何 new 出来、如何初始化的，只需要向创建逻辑"要"一个对象即可。这样做的直接好处是，当创建逻辑发生变化（比如改为缓存复用、改为按配置生成不同子类）时，使用方的代码不需要改动。

GoF 设计模式中的创建型模式包括单例、原型、工厂方法、抽象工厂和建造者 5 种。它们解决的问题各不相同：

模式	核心问题	一句话概括
单例模式	如何保证一个类只有一个实例	全局唯一实例，如 Runtime
工厂模式	创建哪种对象应由调用方之外的地方决定	把"new 对象"交给工厂，调用方面向接口
原型模式	如何高效地创建大量相似的复杂对象	克隆已有对象而不是重新 new
建造者模式	如何分步骤构建一个复杂的组合对象	把构建过程与表示分离，链式组装

1. 概述

需求：设计一个咖啡店点餐系统。

设计一个咖啡类（Coffee），并定义其两个子类（美式咖啡 AmericanCoffee 和拿铁咖啡 LatteCoffee）；再设计一个咖啡店类（CoffeeStore），咖啡店具有点咖啡的功能。

具体类的设计如下：

在 Java 中，万物皆对象，这些对象都需要创建。如果创建的时候直接 new 该对象，就会对该对象耦合严重，假如我们要更换对象，所有 new 对象的地方都需要修改一遍，这显然违背了软件设计的开闭原则。如果我们使用工厂来生产对象，我们就只和工厂打交道就可以了，彻底和对象解耦：如果要更换对象，直接在工厂里更换该对象即可。所以说，工厂模式最大的优点就是：解耦。

1. 概述

定义：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对象相同的新对象。

通俗地说：当创建新对象的成本很高（比如需要查询数据库、做大量初始化计算），或者新对象与某个已有对象绝大部分状态相同时，"复制一个现成的再改一改"往往比"从零 new 一个"更划算。

2. 结构

原型模式包含如下角色：

角色	职责
抽象原型类	规定了具体原型对象必须实现的 clone() 方法
具体原型类	实现抽象原型类的 clone() 方法，它是可被复制的对象
访问类	使用具体原型类中的 clone() 方法来复制新的对象

1. 概述

定义：将一个复杂对象的构建与表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

• 分离了部件的构造（由 Builder 来负责）和装配（由 Director 负责），从而可以构造出复杂的对象。这个模式适用于：某个对象的构建过程复杂的情况；
• 由于实现了构建和装配的解耦，不同的构建器、相同的装配，可以做出不同的对象；相同的构建器、不同的装配顺序，也可以做出不同的对象。也就是实现了构建算法、装配算法的解耦，实现了更好的复用；
• 建造者模式可以将部件和其组装过程分开，一步一步创建一个复杂的对象。用户只需要指定复杂对象的类型就可以得到该对象，而无须知道其内部的具体构造细节。

学完各个创建型模式后，最容易出现的问题是"这几个模式看起来都能创建对象，到底该用哪个？"。本篇把最容易混淆的两组模式放在一起对比，帮助建立选择依据。

1. 工厂方法模式 VS 建造者模式

工厂方法模式注重的是整体对象的创建方式；而建造者模式注重的是部件构建的过程，意在通过一步一步地精确构造创建出一个复杂的对象。

我们举个简单例子来说明两者的差异：如要制造一个超人，如果使用工厂方法模式，直接产生出来的就是一个力大无穷、能够飞翔、内裤外穿的超人；而如果使用建造者模式，则需要组装手、头、脚、躯干等部分，然后再把内裤外穿，于是一个超人就诞生了。