设计模式-单例模式

什么是设计模式？

设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、是代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。
设计模式的目标之一就是提高程序的可复用性。考虑的是怎样才能将程序作为“组件”复用。

设计模式的六大原则是什么？

开闭原则（Open Close Principle）：对扩展开放，对修改关闭

里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能

依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）：高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象；抽象不应该依赖细节；细节应该依赖抽象，核心思想是面向接口编程

接口隔离原则（Interface Segregation Principle）：客户端不应该依赖它不需要的接口；一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）：一个对象应该对其他对象保持最少的了解

单一职责原则（ Single responsibility principle ）：不要存在多于一个导致类变更的原因。通俗的说，即一个类只负责一项职责。

设计模式的分类？

创建型设计模式：
对类的实例化过程进行了抽象，能够将软件模块中对象的创建和对象的使用分离。
工厂方法模式（Factory Method）
抽象工厂模式（Abstract Factory）
创建者模式（Builder）
原型模式（Prototype）
单例模式（Singleton）

结构型模式：
描述如何将类或者对 象结合在一起形成更大的结构，就像搭积木，可以通过 简单积木的组合形成复杂的、功能更为强大的结构。
外观模式/门面模式（Facade门面模式）
适配器模式（Adapter）
代理模式（Proxy）
装饰模式（Decorator）
桥梁模式/桥接模式（Bridge）
组合模式（Composite）
享元模式（Flyweight）

行为型设计模式：
是对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化。
行为型模式不仅仅关注类和对象的结构，而且重点关注它们之间的相互作用
模板方法模式（Template Method）
观察者模式（Observer）
状态模式（State）
策略模式（Strategy）
职责链模式（Chain of Responsibility）
命令模式（Command）
访问者模式（Visitor）
调停者模式（Mediator）
备忘录模式（Memento）
迭代器模式（Iterator）
解释器模式（Interpreter）

什么是单例模式？

单例模式：是一种常用的软件设计模式，在它的核心结构中值包含一个被称为单例的特殊类。一个类只有一个实例，即一个类只有一个对象实例。将默认的构造函数声明为私有的。
单例模式可以分为懒汉式和饿汉式：
　　　　懒汉式单例模式：在类加载时不初始化。在instance中new instance然后返回。
　　　　饿汉式单例模式：在类加载时就完成了初始化，所以类加载比较慢，但获取对象的速度快。在静态区初始化instance，然后通过instance返回。

懒汉式单线程不安全：在类加载时不初始化

class Singleton
{
public:
    static Singleton* instance()
    {
        if(_instance==NULL)
        {
            _instance=new Singleton;()
        }
        return _instance;
    }

private:
    Singleton()
    {
        cout<<"Singleton..."<<endl;
    }
    static Singleton* _instance=NULL;
    Singleton(const Singleton& src);
    Singleton operator=(const Singleton& src);

}

饿汉模式 单线程安全：在类加载时已经初始化

Singleton* Singleton::instance ()
{   
    return _instance;
}
Singleton::Singleton()
{
    cout<<Singleton...<<endl;
}
Singleton* Singleton::_instance=new Singleton();

懒汉模式 多线程中加锁：

Singleton::Singleton()
{
    cout<<Singleton...<<endl;
}
Singleton* Singleton::_instance=NULL;

Singleton* Singleton::instance ()
{   
    lock();
    if(_instance==NULL)
    {
        _instance=new Singleton();
    }
    unlock();
    return instance;

}

懒汉模式 双重锁定：为解决加锁每次判断是否为空都需要被锁定，很多线程，就会造成大量线程的阻塞。

Singleton::Singleton()
{
    cout<<Singleton...<<endl;
}
Singleton* Singleton::_instance=NULL;

Singleton* Singleton::instance ()
{   

    if(_instance==NULL)
    {
        lock();
        if(_instance==NULL)
        {
            _instance=new Singleton();
        }
        unlock();
    }

    return instance;

}

优点：
1.减少了时间和空间的开销
2.提高了封装性，使得外部不易改动实例

缺点
1.懒汉式是以时间换空间的方式。
2.饿汉式是以空间换时间的方式。