单例模式及C++实现
1 教科书里的单例模式
我们都很清楚一个简单的单例模式该怎样去实现：构造函数声明为private或protect防止被外部函数实例化，内部保存一个private static的类指针保存唯一的实例，实例的动作由一个public的类方法代劳，该方法也返回单例类唯一的实例。
上代码：
class singleton
{
protected:
singleton(){}
private:
static singleton* p;
public:
static singleton* instance();
};
singleton* singleton::p = NULL;
singleton* singleton::instance()
{
if (p == NULL)
p = new singleton();
return p;
}
这是一个很棒的实现，简单易懂。但这是一个完美的实现吗？不！该方法是线程不安全的，考虑两个线程同时首次调用instance方法且同时检测到p是NULL值，则两个线程会同时构造一个实例给p，这是严重的错误！同时，这也不是单例的唯一实现！
2 懒汉与饿汉
单例大约有两种实现方法：懒汉与饿汉。
懒汉： 故名思义，不到万不得已就不会去实例化类，也就是说在第一次用到类实例的时候才会去实例化，所以上边的经典方法被归为懒汉实现；
饿汉： 饿了肯定要饥不择食。所以在单例类定义的时候就进行实例化。
特点与选择：
由于要进行线程同步，所以在访问量比较大，或者可能访问的线程比较多时，采用饿汉实现，可以实现更好的性能。这是以空间换时间。
在访问量较小时，采用懒汉实现。这是以时间换空间。
3 线程安全的懒汉实现
线程不安全，怎么办呢？最直观的方法：加锁。
这里使用双重锁定，通过越过了if (instance == NULL)的线程才会有进入锁定临界区的可能性，这种几率还是比较低的，不会阻塞太多的线程，但为了防止一个线程进入临界区创建实例，另外的线程也进去临界区创建实例，又加上了一道防御if (instance == NULL)，这样就确保不会重复创建了。
方法1：加锁的经典懒汉实现：
class singleton
{
protected:
singleton()
{
pthread_mutex_init(&mutex);
}
private:
static singleton* p;
public:
static pthread_mutex_t mutex;
static singleton* initance();
};
pthread_mutex_t singleton::mutex;
singleton* singleton::p = NULL;
singleton* singleton::initance()
{
if (p == NULL)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
if (p == NULL)
p = new singleton();
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
return p;
}
方法2：内部静态变量的懒汉实现
此方法也很容易实现，在instance函数里定义一个静态的实例，也可以保证拥有唯一实例，在返回时只需要返回其指针就可以了。推荐这种实现方法，真得非常简单。
class singleton
{
protected:
singleton()
{
pthread_mutex_init(&mutex);
}
public:
static pthread_mutex_t mutex;
static singleton* initance();
int a;
};
pthread_mutex_t singleton::mutex;
singleton* singleton::initance()
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
static singleton obj;
pthread_mutex_unlock(&mutex);
return &obj;
}
4 饿汉实现
为什么我不讲“线程安全的饿汉实现”？因为饿汉实现本来就是线程安全的，不用加锁。为啥？自己想！
class singleton
{
protected:
singleton()
{}
//把复制构造函数和=操作符也设为protected,防止被复制
singleton(const singleton&);
singleton& operator=(const singleton&);
private:
static singleton* p;
public:
static singleton* initance();
};
singleton* singleton::p = new singleton;
singleton* singleton::initance()
{
return p;
}
是不是特别简单呢？
以空间换时间，你说简单不简单？
在这里有一个问题需要说明：
- 我们看到构造函数是私有的，按照道理是不能在类外访问的，但是可以看到
singleton* singleton::p = new singleton;这句代码其实在类外访问了私有的构造函数 - 还有一个问题需要说明的是，
static singleton* p;是私有的singleton* singleton::p = new singleton;还在类外访问了私有的p
以上两条违反了C++的访问控制规则，但是C++还规定，static 成员只能在类外进行初始化，所以我们必须在类外初始化p，又因为p是singleton的指针，初始化它必须调用构造函数，所以我们就看到了上面的非常特殊的写法singleton* singleton::p = new singleton;
需要注意的是，只有在初始化私有静态成员的时候才能在类外访问私有的静态成员。也只有在初始化对象静态指针的时候这种特殊情况才能调用私有的构造函数。 总之，这种情况十分特殊。
面试的时候，线程安全的单例模式怎么写？肯定怎么简单怎么写呀！饿汉模式反而最懒[正经脸]！
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