单例模式的懒汉模式和饿汉模式

懒汉模式

懒汉模式在第一次用到类实例的时候才会去实例化,就是不到调用getInstance函数时,这个类的对象是一直不存在的。懒汉本身是线程不安全的

#include <iostream>
using namespace std;
 
// version 1.0
class Singleton
{
private:
	static Singleton* instance;
private:
	Singleton() {};
	~Singleton() {};
	Singleton(const Singleton&);
	Singleton& operator=(const Singleton&);
public:
	static Singleton* getInstance();
};
 
// init static member
Singleton* Singleton::instance = NULL;
 
Singleton *Singleton::GetSingleton(){
    if(instance == nullptr){//判断是不是第一次使用
        instance = new Singleton;
    }
    return single;
}
 

int main()
{
	singleton* a1 = singleton::GetInstance();
	return 0;
}

懒汉模式的singleton类有以下特点:

  1. 他有一个指向唯一实例的静态指针,并且是私有的。
  2. 它有一个公有的函数,可以获取这个唯一的实例,并且在需要的时候创建该实例。
  3. 它的构造函数是私有的,这样就不能从别处创建该类的实例。

饿汉模式

饿汉模式在单例类定义的时候(即在main函数之前)就进行实例化。因为main函数执行之前,全局作用域的类成员静态变量m_Instance已经初始化,故没有多线程的问题。

#include <iostream>
#include <process.h>
#include <windows.h>
using namespace std;
 
class Singleton
{
private:
	static Singleton* instance;
private:
	Singleton() {};
	~Singleton() {};
	Singleton(const Singleton&);
	Singleton& operator=(const Singleton&);
public:
	static Singleton* getInstance();
};

// 饿汉模式的关键:定义即实例化
Singleton* Singleton::instance = new Singleton;
 
Singleton*Singleton::GetSingleton(){
    // 不再需要进行实例化
    //if(instance == nullptr){
    //    instance = new Singleton;
    //}
    return single;
}

int main()
{
	singleton* a1 = singleton::getinstance();
	return 0;
}

线程安全的懒汉模式

在多线程环境下,懒汉模式的上述实现方式是不安全的,原因在于在判断instance是否为空时,可能存在多个线程同时进入if中,此时可能会实例化多个对象。于是出现了二重锁的懒汉模式,实现代码如下:

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Singleton
{
private:
	static Singleton* instance;
private:
	Singleton() {};
	~Singleton() {};
	Singleton(const Singleton&);
	Singleton& operator=(const Singleton&);
public:
	static Singleton* getInstance();
	static mutex i_mutex;//锁
};
 
 //类外初始化,将唯一指向实例的指针初始化为nullptr
Singleton* Singleton::instance = nullptr;
mutex Singleton::i_mutex;

Singleton *Singleton::GetSingleton(){
	//双重锁模式
	//因为获取锁是很浪费时间的,因此先判断single是否为空,如果为空则进入,不为空说明已经存在实例,直接返回。
	if (instance == nullptr){
		//进入后加锁
		i_mutex.lock();
		//再判断一次,因为可能有多个线程在lock处等待,一个线程成功之后,会将single设置为非空,这样下个线程就算拿到lock资源,再进去发现指针非空就离开了。
		if (instance == nullptr){
				instance = new lhsingleClass();
			}
		i_mutex.unlock();//解锁
	}
	return instance ;
}
 
int main()
{
	singleton* a1 = singleton::GetInstance();
	system("pause");
	return 0;
}

此代码共进行了两次判断:

  • 先判断是否为空,如果为空则进入,不为空说明已经存在实例,直接返回。
  • 再判断一次,因为可能有多个线程在lock处等待,一个线程成功之后,会将single设置为非空,这样下个线程就算拿到lock资源,再进去发现指针非空就离开了。
### 单例模式懒汉式与饿汉式的区别 #### 创建时机差异 饿汉式在类加载时即完成实例化操作,这意味着无论后续是否会实际使用到这个实例,它都会被创建出来。这种方式确保了线程安全性,因为静态变量初始化是由JVM来保证同步性的[^1]。 相比之下,懒汉式则是在第一次调用`getInstance()`方法时才会去创建实例对象。这种延迟加载的方式可以节省资源,在不需要该单例的情况下不会浪费内存空间;但是这也带来了潜在的线程安全问题,尤其是在多线程环境下可能会出现多个线程同时尝试创建同一个实例的情况[^3]。 #### 实现代码对比 ##### 饿汉模式实现 ```java package thread.example; //饿汉模式 public class HungrySingle { // 类加载的时候就实例化了,类加载只有一次,所以只会实例化出一份该实例对象 private static final HungrySingle INSTANCE = new HungrySingle(); private HungrySingle() {} public static HungrySingle getInstance() { return INSTANCE; } } ``` ##### 懒汉模式简单实现 (存在线程不安全风险) ```java package thread.example; //简单的懒汉模式(未考虑线程安全) public class LazySimpleSingleton { private static LazySimpleSingleton instance; private LazySimpleSingleton(){} public static LazySimpleSingleton getInstance(){ if(instance == null){ instance = new LazySimpleSingleton(); } return instance; } } ``` 为了使懒汉模式在线程并发环境中也能正常工作而不出现问题,通常会采用双重校验锁机制或其他更复杂的解决方案来保障线程的安全性[^2]。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值