C++之单例模式~~

曾经终败给现在 2022-01-26 09:57 93阅读 0赞

## 设计模式 ##

**什么是设计模式**  
设计模式就是一套反复被使用，多数人知晓，经过分类的，对于一些特定的场合总结的经验。比如在古代，经常会发生战争，打仗也要有技巧，于是就出现了像孙子兵法，武穆遗书这种东西。。人们凭借这着这些经验，去解决相关的问题。在早期，一共有23种设计模式，例如简单工厂模式，适配器模式，观察者模式，单例模式等，而今天我与大家分享的就是单例模式。

## 单例模式 ##

**概念**：单例模式指的就是一个类只能实例化一个对象。该模式保证了在系统中该类只有一个实例。比如在某个服务器程序中，该服务器的配置信息存放在一个文件中，这些配置数据由一个单例对象统一读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息，这种方式简化了在复杂环境下的配置管理。下面我们看一下单例模式是如何实现的。

**饿汉模式实现**：就是不管你将来用不用，程序启动时就创建一个唯一的对象。

class Singleton{ 
    	public:
    		static Singleton* getInstance(){ 
    			return &_instance;	
    		} 
    	private:
    		Singleton(){ };  //构造私有
    		Singleton(Singleton const&); //拷贝构造私有
    		Singleton& operator=(Singleton const&);  //赋值私有
    		static Singleton _instance;
    };
    Singleton Singleton::_instance;  //程序入口前对单例对象初始化。

1.  优点：实现比较简单
2.  缺点：可能会导致进程启动慢，且如果有多个单例类对象实例启动顺序不确定。

**懒汉模式实现**：如果单例对象构造十分耗时或者占用很多资源，比如加载插件啊， 初始化网络连接啊，读取文件啊等等，而有可能该对象程序运行时不会用到，那么也要在程序一开始就进行初始化，就会导致程序启动时非常的缓慢。 所以这种情况使用懒汉模式（延迟加载）更好。

//单例模式实现
    
    #include <iostream>
    #include <mutex>
    #include <thread>
    using namespace std;
    
    
    //懒汉模式实现
    
    class Singleton { 
    public:
    	static Singleton* GetInstance() { 
    		//外层判断是防止多次加锁导致CPU频繁切换
    		if (_instance == nullptr) { 
    			_mutex.lock();
    			//内层判断是保证只实例化一个对象
    			if (_instance == nullptr) { 
    				_instance = new Singleton();
    			}
    			_mutex.unlock();
    		}
    		return _instance;
    	}
    	// 实现一个内嵌垃圾回收类
    	class CGarbo { 
    	public:
    		~CGarbo() { 
    			if (Singleton::_instance)
    				delete Singleton::_instance;
    		}
    	};
    	// 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从而释放单例对象
    	static CGarbo Garbo;
    private:
    	//构造 拷贝构造 赋值 私有化
    	Singleton() { };
    	Singleton(Singleton const&);
    	Singleton& operator=(Singleton const&);
    	static mutex _mutex;
    	static Singleton* _instance;
    };
    
    Singleton* Singleton::_instance = nullptr;
    mutex Singleton::_mutex;
    Singleton::CGarbo Garbo;
    
    void fun(int n) { 
    	cout << Singleton::GetInstance() << endl;
    }
    
    int main(void) { 
    
    	thread t1(fun, 10);
    	thread t2(fun, 10);
    
    	t1.join();
    	t2.join();
    
    	cout << Singleton::GetInstance() << endl;
    	cout << Singleton::GetInstance() << endl;
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

1.  优点：初始化加载较快
2.  缺点：程序运行的流畅度可能不够，存在线程安全问题。

以上就是我关于单例模式的介绍以及代码的实现，不足之处还望大家提醒我~~。