请简要介绍单例模式的概念及其在Java中的实现方式。
单例模式是一种创建型设计模式，确保类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在Java中，实现单例模式通常有以下几种方式：
饿汉式单例：在类加载时就创建实例，线程安全，但可能造成资源浪费。懒汉式单例：在首次调用时创建实例，存在线程安全问题，需要加锁进行同步。双重检查锁单例：在懒汉式基础上加锁，提高性能。静态内部类单例：使用静态内部类实现延迟加载，线程安全。什么是工厂模式？请给出一个在Java中实现工厂模式的例子。工厂模式是一种创建型设计模式，用于创建对象的接口，但让子类决定实例化哪个类。在Java中，工厂模式通常包含一个接口和多个实现该接口的工厂类，示例代码如下：
// 接口public interface Shape { void draw();}// 实现类public class Circle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Circle.draw()"); }}public class Rectangle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Rectangle.draw()"); }}// 工厂类public class ShapeFactory { public static Shape createShape(String shapeType) { if (shapeType.equalsIgnoreCase("Circle")) { return new Circle(); } else if (shapeType.equalsIgnoreCase("Rectangle")) { return new Rectangle(); } return null; }}// 使用工厂类创建对象public class FactoryPatternDemo { public static void main(String[] args) { Shape circle = ShapeFactory.createShape("Circle"); Shape rectangle = ShapeFactory.createShape("Rectangle"); circle.draw(); rectangle.draw(); }}观察者模式是一种行为设计模式，定义了一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生变化时，其所有依赖者都会收到通知并自动更新。在Java中，可以使用Java内置的Observer和Observable类实现观察者模式，示例代码如下：
// 被观察者public class Subject extends Observable { private int state; public int getState() { return state; } public void setState(int state) { this.state = state; setChanged(); notifyObservers(state); }}// 观察者public class Observer implements java.util.Observer { public void update(Observable o, Object arg) { System.out.println("State changed to: " + arg); }}// 使用观察者模式public class ObserverPatternDemo { public static void main(String[] args) { Subject subject = new Subject(); Observer observer1 = new Observer(); Observer observer2 = new Observer(); subject.addObserver(observer1); subject.addObserver(observer2); subject.setState(1); subject.setState(2); }}在上述例子中，Subject类继承自Observable类，用于管理观察者列表并通知观察者状态变化；Observer类实现了java.util.Observer接口，用于接收被观察者的通知。通过使用Observer和Observable类，可以方便地实现观察者模式。
