单例模式也称为单件模式、单子模式,可能是使用最广泛的设计模式。其意图是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。有很多地方需要这样的功能模块,如系统的日志输出,GUI应用必须是单鼠标,MODEM的联接需要一条且只需要一条电话线,操作系统只能有一个窗口管理器,一台PC连一个键盘。
单例模式有许多种实现方法,在C++中,甚至可以直接用一个全局变量做到这一点,但这样的代码显的很不优雅。 使用全局对象能够保证方便地访问实例,但是不能保证只声明一个对象——也就是说除了一个全局实例外,仍然能创建相同类的本地实例。
单例模式又分为饿汉式单例和懒汉式单例,饿汉式单例在单例类被加载时就实例化一个对象交给自己的引用;而懒汉式在调用取得实例方法的时候才会实例化对象
1. 懒汉式
对于拷贝构造和赋值操作符,如果我们不打算自定义的话,那么最好将它们也置为私有且不实现
/////////// lazy 非线程安全 //////////////// class CSingleton { private: CSingleton(){} //构造函数是私有的 // 最好将 copy construct 和 assignment 私有化 static CSingleton* m_pInstance; public: static CSingleton* GetInstance() { if (m_pInstance == 0) //判断是否第一次调用 m_pInstance = new CSingleton(); return m_pInstance; } }; CSingleton* CSingleton::m_pInstance = 0; //////////////////线程安全的 懒汉式///////////////////// #include <Windows.h> class CAutoLock { private: CRITICAL_SECTION m_cs; public: CAutoLock() { InitializeCriticalSection(&m_cs); Lock();//如果是用的时候只定义锁对象,可以不手动进入临界区和退出临界区 } ~CAutoLock() { UnLock(); DeleteCriticalSection(&m_cs); } void Lock() { EnterCriticalSection(&m_cs); } void UnLock() { LeaveCriticalSection(&m_cs); } }; class CSingleton { private: CSingleton(){}; CSingleton(const CSingleton &); CSingleton& operator = (const CSingleton &); static CSingleton *m_pInstance; class CGarbo //它的唯一工作就是在析构函数中删除CSingleton的实例 { public: ~CGarbo(){ delete CSingleton::m_pInstance; } }; static CGarbo Garbo; //定义一个静态成员变量,程序结束时,系统会自动调用它的析构函数 public: static CSingleton* GetInstance() { if (m_pInstance == NULL) { //double check CAutoLock lock; //用lock实现线程安全,用资源管理类,实现异常安全 //使用资源管理类,在抛出异常的时候,资源管理类对象会被析构,析构总是发生的无论是因为异常抛出还是语句块结束。 if (m_pInstance == NULL) { m_pInstance = new CSingleton; } } return m_pInstance; } }; CSingleton* CSingleton::m_pInstance = 0;
之所以在Instantialize函数里面对pInstance 是否为空做了两次判断,因为该方法调用一次就产生了对象,pInstance == NULL 大部分情况下都为false,如果按照原来的方法,每次获取实例都需要加锁,效率太低。而改进的方法只需要在第一次 调用的时候加锁,可大大提高效率。
2. 饿汉式
饿汉式的特点是一开始就加载了,如果说懒汉式是“时间换空间”,那么饿汉式就是“空间换时间”,因为一开始就创建了实例,所以每次用到的之后直接返回就好了。
class CSingleton { private: CSingleton() { } public: static CSingleton * GetInstance() { static CSingleton instance; return &instance; } };
饿汉式是线程安全的,在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用,以后不再改变,懒汉式如果在创建实例对象时不加上synchronized则会导致对对象的访问不是线程安全的。
注:线程安全的通俗解释 - 不管多个线程是怎样的执行顺序和优先级,或是wait,sleep,join等控制方式,如果一个类在多线程访问下运转一切正常,并且访问类不需要进行额外的同步处理或者协调,那么我们就认为它是线程安全的。 线程安全的类应当封装了所有必要的同步操作,调用者无需额外的同步。还有一点:无状态的类永远是线程安全的。
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参考链接:https://blog.csdn.net/silangquan/article/details/20383653
参考链接:https://blog.csdn.net/hackbuteer1/article/details/7460019
原文:https://www.cnblogs.com/htj10/p/11964140.html