一、单例模式
1、单例模式定义:保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点,该实例被所有程序模块共享。
2、单例模式实现步骤:
(1)构造函数私有化;
(2)增加静态私有的当前类的指针变量;
(3)提供静态对外接口,可以让用户获得单例对象;
二、懒汉模式
1、方式一 (线程不安全)
//-----------------懒汉模式代码实例(线程不安全)---------------// //-------------------静态指针 + 用到时初始化------------------// class Singleton_lazy { public: static Singleton_lazy* getInstance() { if (pSingle_lazy == nullptr) { pSingle_lazy = new Singleton_lazy(); } return pSingle_lazy; } private: Singleton_lazy() { cout << "我是懒汉,线程安全!" << endl; }; ~Singleton_lazy() {}; static Singleton_lazy* pSingle_lazy; }; Singleton_lazy* Singleton_lazy::pSingle_lazy = nullptr;
说明:
懒汉模式在第一次用到类实例的时候才会被实例化!
在单线程中,这样的写法是可以正确使用的,但是在多线程中就不行了,该方法是线程不安全的;
(1)假如线程A和线程B, 这两个线程要访问getInstance函数,线程A进入getInstance函数,并检测 if 条件,由于是第一次进入,value为空,if条件成立,准备创建对象实例。
(2)但是,线程A有可能被OS的调度器中断而挂起睡眠,而将控制权交给线程B。
(3) 线程B同样来到if条件,发现value还是为NULL,因为线程A还没来得及构造它就已经被中断 了。此时假设线程B完成了对象的创建,并顺利的返回。
(4)之后线程A被唤醒,继续执行new再次创建对象,这样一来,两个线程就构建两个对象实例, 这就破坏了唯一性。 另外,还存在内存泄漏的问题,new出来的东西始终没有释放;下面是一种饿汉式的一种改进。
2、方式二(线程安全)
//-----------------懒汉模式代码实例(线程安全)---------------// //-------------------静态指针 + 用到时初始化------------------// class Singleton_lazy { public: static Singleton_lazy* getInstance() { if (pSingle_lazy == nullptr) { pSingle_lazy = new Singleton_lazy(); } return pSingle_lazy; } private: class CGarbo { public: ~CGarbo() { if (Singleton_lazy::pSingle_lazy) { delete Singleton_lazy::pSingle_lazy; } } }; static CGarbo Garbo; Singleton_lazy() { cout << "我是懒汉,线程安全!" << endl; }; ~Singleton_lazy() {}; static Singleton_lazy* pSingle_lazy; }; Singleton_lazy* Singleton_lazy::pSingle_lazy = nullptr;
三、饿汉模式
//---------------饿汉模式代码实例(线程不安全)---------------// //-------------------静态指针 + 定义时初始化------------------// class Singleton_hungry { public: static Singleton_hungry* getInstance() { return pSingle_hungry; } private: Singleton_hungry() { cout << "我是饿汉,线程安全!" << endl; }; ~Singleton_hungry() {}; static Singleton_hungry* pSingle_hungry; }; Singleton_hungry* Singleton_hungry::pSingle_hungry = new Singleton_hungry;
说明:饿汉模式在定义的时候就进行实例化。因为main函数执行之前,全局作用域的类成员静态变量 m_Instance已经初始化,故没有多线程的问题。
四、测试
int main() { cout << "程序开始运行!" << endl; Singleton_lazy::getInstance(); //懒汉模式只有在使用的时候才会被实例化 Singleton_hungry::getInstance(); //饿汉模式在定义的时候被实例化 return 0; }