- **设计模式:**就像打仗时的战法被归结为兵法书一样,代码的设计也可被归类为多种模式。
- **单例模式:**一个类中只创建一个实例化的对象,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。
饿汉模式:不管你用不用,程序启动时就创建一个对象。
例如:
{
public:
static Singleton* GetInstance()
{
return &m_instance;
}
private:
// 构造函数私有
Singleton(){};
// C++98 防拷贝
Singleton(Singleton const&);
Singleton& operator=(Singleton const&);
// or
// C++11
Singleton(Singleton const&) = delete;
Singleton& operator=(Singleton const&) = delete;
static Singleton m_instance;
};
Singleton Singleton::m_instance; // 在程序入口之前就完成单例对象的初始化
(1)需要进行的步骤:
- 通过私有化构造函数和拷贝构造函数来防止程序中出现其他该类的实例化对象;
- 在类内声明一个static类型的成员变量x;
- 提供一个公共接口在堆上创建对象;
- 类外定义static的成员变量x。
(2)饿汉模式的优缺点及应用场景:
- 优点:简单。
- 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。
- 应用:如果这个单例对象在多线程高并发环境下频繁使用,性能要求较高,那么显然使用饿汉模式来避免资源竞
争,提高响应速度更好。
懒汉模式:在第一次使用实例对象时,再进行创建对象。
例如:
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
using namespace std;
class Singleton
{
public:
static Singleton* GetInstance() {
// 注意这里一定要使用Double-Check的方式加锁,才能保证效率和线程安全
if (nullptr == m_pInstance) {
m_mtx.lock();
if (nullptr == m_pInstance) {
m_pInstance = new Singleton();
}
m_mtx.unlock();
}
return m_pInstance;
}
// 实现一个内嵌垃圾回收类
class CGarbo {
public:
~CGarbo(){
if (Singleton::m_pInstance)
delete Singleton::m_pInstance;
}
};
// 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:
// 构造函数私有
Singleton(){};
// 防拷贝
Singleton(Singleton const&);
Singleton& operator=(Singleton const&);
static Singleton* m_pInstance; // 单例对象指针
static mutex m_mtx; //互斥锁
};
Singleton* Singleton::m_pInstance = nullptr;
Singleton::CGarbo Garbo;
mutex Singleton::m_mtx;
void func(int n) {
cout<< Singleton::GetInstance() << endl; }
// 多线程环境下演示上面GetInstance()加锁和不加锁的区别。
int main()
{
thread t1(func, 10);
thread t2(func, 10);
t1.join();
t2.join();
cout << Singleton::GetInstance() << endl;
cout << Singleton::GetInstance() << endl; }
(1)需要进行的步骤:
- 通过私有化构造函数和拷贝构造函数来防止程序中出现其他该类的实例化对象;
- 在类内声明一个static修饰的指针成员x,互斥锁y,并定义用static修饰的在程序结束时进行资源处理工作的内部类成员z;
- 提供一个公共接口在堆上创建对象,使用双检查(用Double-Check的方式加锁);
- 类外定义static的成员变量x,y,z。
(2)懒汉模式的优缺点及应用场景: - 优点:第一次使用实例对象时,创建对象。进程启动无负载。多个单例实例启动顺序自由控制。
- 缺点:复杂。
- 应用: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。在这时使用懒汉模式进程
启动无负载,多个单例实例启动顺序可控。