1、單例模式：

單例模式：用來創建獨一無二的，只能夠有一個實例的對象。 單例模式的結構是設計模式中最簡單的，但是想要完全實現一個線程安全的單例模式還是有很多陷阱的。

2、應用場景：

共享數據或者共享訪問點；
創建一個對象需要消耗的資源過多，如訪問IO和數據庫等資源；
需要定義大量的靜態常量和靜態方法（工具類）

單例模式的應用場景：有一些對象其實只需要一個，比如：windows Task Manager （任務管理器）、windows 回收站、線程池、緩存、對話框、處理偏好設置和注冊表的對象、日志對象、充當打印機、顯卡等設備的驅動程序對象。這些對象只能夠擁有一個實例，如果創建出了多個實例，就會導致一些程序的問題。程序的行為異常，資源使用的過量，或者導致不一致的結果。常用來管理共享的資源，比如數據庫的連接或者線程池。

3、優缺點：

優點：一個實例，減少內存開銷；減少系統開銷；避免對一個資源的多重占用；設置全局訪問點，優化和貢獻資源。

缺點：沒有借口，擴展性差；不利于測試；與單一職責原則有沖突，單例模式把“要單例”和業務邏輯融合在一個類中。

4、實現

1、經典實現（線程不安全）

class Singleton { public: static Singleton* getInstance(); protected: Singleton(){} private: static Singleton *p; }; Singleton* Singleton::p = NULL; Singleton* Singleton::getInstance() { if (NULL == p) p = new Singleton(); return p; } 1、當兩個線程運行至if(instance==NULL)時，可能產生線程安全問題。改進：在用到的時候在初始化，這樣程序效率比較高，但是有一個另外比較好的方法可以采用是提前初始化，將Instance設置為static之后直接初始化為Singleton對象，每次只需要執行返回操作即可。class Singleton { public:static Singleton* getInstance();protected:Singleton();private:static Singleton *instance; };//對單例直接進行初始化，而不再方法Instance中進行判斷。Singleton* Singleton::instance = new Singleton;Singleton* Singleton::getInstance(){return instance;} 這樣的話同樣會導致問題，就是如果單例本來資源比較多，但是不需要創建那么早，就會消耗資源~2、另外一種提升因為同步導致的性能變差的方法稱為“雙重檢驗加鎖”。方法如下：class Singleton { public:static Singleton* getInstance(); protected:Singleton(); private:static Singleton* instance; }Singleton *Singleton::instance = NULL; Singleton* Singleton::getInstance() {//check 之前進行臨界區加鎖操作//雙重檢驗加鎖if(_instance == NULL ) {lock();if( instance == NULL) {instance = new Singleton();}Unlock();}return _instance; }思路是只有在第一次創建的時候進行加鎖，當instance不為空的時候就不需要進行加鎖的操作，這樣就可以提升性能~

2、懶漢模式與餓漢模式

懶漢：故名思義，不到萬不得已就不會去實例化類，也就是說在第一次用到類實例的時候才會去實例化，所以上邊的經典方法被歸為懶漢實現；

餓漢：餓了肯定要饑不擇食。所以在單例類定義的時候就進行實例化。
特點與選擇

區別：由于要進行線程同步，所以在訪問量比較大，或者可能訪問的線程比較多時，采用餓漢實現，可以實現更好的性能。這是以空間換時間。在訪問量較小時，采用懶漢實現。這是以時間換空間。

1.加鎖實現線程安全的懶漢模式class Singleton { public: static pthread_mutex_t mutex; static Singleton* getInstance(); protected: Singleton() { pthread_mutex_init(&mutex); } private: static Singleton* p; }; pthread_mutex_t Singleton::mutex; Singleton* Singleton::p = NULL; Singleton* Singleton::getInstance() { if (NULL == p) { pthread_mutex_lock(&mutex); if (NULL == p) p = new Singleton(); pthread_mutex_unlock(&mutex); } return p; }2.內部靜態變量實現懶漢模式class Singleton { public: static pthread_mutex_t mutex; static Singleton* getInstance(); protected: Singleton() { pthread_mutex_init(&mutex); } }; pthread_mutex_t Singleton::mutex; Singleton* Singleton::getInstance() { pthread_mutex_lock(&mutex); static singleton obj; pthread_mutex_unlock(&mutex); return &obj; } 餓漢模式class Singleton { public: static Singleton* getInstance(); protected: Singleton(){} private: static Singleton* p; }; Singleton* Singleton::p = new Singleton; Singleton* Singleton::getInstance() { return p; }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的设计模式之单例模式（C++代码实现）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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