單例模式

單例模式的概念

單例模式是一種對(duì)象創(chuàng)建型模式，使用單例模式，可以保證為一個(gè)類只生成唯一的實(shí)例對(duì)象。也就是說，在整個(gè)程序空間中，該類只存在一個(gè)實(shí)例對(duì)象。
GoF 對(duì)單例模式的定義是：保證一個(gè)類、只有一個(gè)實(shí)例存在，同時(shí)提供能對(duì)該實(shí)例加以訪問的全局訪問方法。

為什么適用單例模式

在應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中，我們常常有以下需求：

在多個(gè)線程之間，比如初始化一次 socket 資源；比如 servlet 環(huán)境，共享同一個(gè)資源或者 操作同一個(gè)對(duì)象

在整個(gè)程序空間使用全局變量，共享資源

大規(guī)模系統(tǒng)中，為了性能的考慮，需要節(jié)省對(duì)象的創(chuàng)建時(shí)間等等。

實(shí)現(xiàn)單例步驟常用步驟

構(gòu)造函數(shù)私有化

提供一個(gè)全局的靜態(tài)方法（全局訪問點(diǎn)）

在類中定義一個(gè)靜態(tài)指針，指向本類的變量的靜態(tài)變量指針

懶漢式實(shí)現(xiàn)

如果單例對(duì)象構(gòu)造十分耗時(shí)或者占用很多資源，比如加載插件啊， 初始化網(wǎng)絡(luò)連接啊，讀取文件啊等等，而有可能該對(duì)象程序運(yùn)行時(shí)不會(huì)用到，那么也要在程序一開始就進(jìn)行初始化，就會(huì)導(dǎo)致程序啟動(dòng)時(shí)非常的緩慢。 所以這種情況使用懶漢模式（延遲加載）更好。

//懶漢式，需要才創(chuàng)建 class Singleton_lazy{ private:Singleton_lazy(){}//防拷貝Singleton_lazy(Singleton const&);Singleton_lazy & operator=(Singleton const&); public:static Singleton_lazy *getInstace() //提供方法獲取{if(nullptr == pSingleton) //其它線程看到指針不為空，說明已創(chuàng)建，直接用,不需要再等待{m_mtx.lock(); //加鎖保證線程安全if (pSingleton == NULL){pSingleton = new Singleton_lazy;//new有可能失敗，拋出異常造成死鎖}m_mtx.unlock();return pSingleton;}}//內(nèi)嵌垃圾回收類 RAII的思想class Garbo{~Garbo(){if (pSingleton != NULL){delete pSingleton;}}}; private:static Singleton_lazy * pSingleton;//類外初始化好static mutex m_mtx; //互斥鎖 }; //類外初始化 volatile Singleton_lazy * Singleton_lazy::pSingleton = NULL; Singleton_lazy ::CGarbo Garbo; mutex Singleton::m_mtx;

編譯器有可能進(jìn)行優(yōu)化:指令的重排
可以加上volatile

本來的順序

申請(qǐng)空間

構(gòu)造對(duì)象

賦值

優(yōu)化的順序

申請(qǐng)空間

賦值

構(gòu)造對(duì)象

餓漢式實(shí)現(xiàn)

就是說不管你將來用不用，程序啟動(dòng)時(shí)就創(chuàng)建一個(gè)唯一的實(shí)例對(duì)象。

//餓漢式,比較著急class Singleton_hungry{private:Singleton_hungry(){}//防止拷貝Singleton_hungry(Singleton const&);Singleton_hungry& operator=(Singleton const&);public:static Singleton_hungry *getInstace(){return pSingleton;}//實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌垃圾回收類#if 0class Garbo{~Garbo(){if (pSingleton != NULL){delete pSingleton;}}};#endifprivate:static Singleton_hungry * pSingleton;};Singleton_hungry * Singleton_hungry::pSingleton = new Singleton_hungry;

線程安全

餓漢式是線程安全的，在main函數(shù)前創(chuàng)建對(duì)象

懶漢式不是線程安全的

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的设计模式6---（单例模式的概念及其实现(懒汉式和饿汉式)，线程安全）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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