单例模式实现

本文最后更新于:2021年4月19日 晚上

概览:单例模式的两种基本实现,保证线程安全!

单例模式

https://blog.csdn.net/Miss_Monster/article/details/88086933

一个类只能创建一个对象,即单例模式,该模式可以保证系统中该类只有一个实例,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。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。

饿汉模式

程序启动的时候就会创建一个唯一的实例对象

  • 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。
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class Singleton
{
public:
static Singleton* GetInstance()
{
return &m_instance;
}
private:
// 构造函数私有
Singleton(){};

// C++11
Singleton(Singleton const&) = delete;
Singleton& operator=(Singleton const&) = delete;

static Singleton m_instance;


class CGarbo{//唯一作用析构调那个单例!
public:
~CGarbo(){
if(Singleton::m_instance)
delete Singleton::m_instance;
}
};

};

//静态变量要在类外初始化!

Singleton Singleton::m_instance; // 在程序入口之前就完成单例对象的初始化
  • 类CGarbo被定义为Singleton的私有内嵌类,以防该类被在其他地方滥用。
  • 程序运行结束时,系统会调用CSingleton的静态成员Garbo的析构函数,该析构函数会删除单例的唯一实例。

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。

懒汉模式

等到使用的时候程序再常见实例对象!

  • 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可自由控制!
  • 缺点:复杂!
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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;//程序结束后遍历死亡,触发析构!
mutex Singleton::m_mtx;

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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;
}

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输出结果:
4个相同的地址!

其他

2021/04/17 蓝信移动面试

二面中一不小心被面试官问到了懒汉模式,延迟加载的实现,他问我解决并发问题的方法?

支支吾吾好久之后,面试官给我讲了check - lock - check的方法。

思想和上面的方法类似,先检测,然后加锁,获得锁之后再次进行检测,如果检测到已经被实例化,直接返回即可!


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