最推荐的懒汉式单例

这篇博客介绍了C++11中使用Meyers Singleton实现线程安全的单例模式。通过静态局部变量和删除拷贝构造函数与赋值操作符,确保了在多线程环境下单例实例的唯一性和线程安全。Meyers的单例方法利用C++11的Magic Static特性,使得在并发环境中初始化静态局部变量时不会引发竞态条件。

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#include <iostream>

class Singleton
{
public:
    ~Singleton(){
        std::cout<<"destructor called!"<<std::endl;
    }
    //析构函数=delete。这个c++11的新写法。代表该函数为删除函数,也就是不能重载,不会被调用。
    //这类函数可以声明,但是没有定义。编译器会阻止对它们进行定义。
    Singleton(const Singleton&)=delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&)=delete;
    static Singleton& get_instance(){
        static Singleton instance;
        return instance;

    }
private:
    Singleton(){
        std::cout<<"constructor called!"<<std::endl;
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    Singleton& instance_1 = Singleton::get_instance();
    Singleton& instance_2 = Singleton::get_instance();
    return 0;
}

运行结果

constructor called!
destructor called!

这种方法又叫做 Meyers' SingletonMeyer's的单例, 是著名的写出《Effective C++》系列书籍的作者 Meyers 提出的。所用到的特性是在C++11标准中的Magic Static特性:这样保证了并发线程在获取静态局部变量的时候一定是初始化过的,所以具有线程安全性。

### 饿汉单例模式代码实现 饿汉单例模式的特点是在类加载时就已经创建好实,因此不存在线程安全问题。其实现如下: ```java package com.ruoyi.demo.designPattern.eagerSingleton; /** * 饿汉单例模式:在类加载时就完成实化 */ public class EagerSingleton { // 私有构造函数,防止外部通过new关键字创建对象 private EagerSingleton() {} // 在类加载时已经初始化好了唯一的实 private static final EagerSingleton INSTANCE = new EagerSingleton(); // 提供全局访问点获取唯一实 public static EagerSingleton getInstance() { return INSTANCE; } } ``` 这种实现方的优点在于简明了,由于实在类加载阶段就被创建,所以天然支持线程安全[^1]。 --- ### 懒汉单例模式代码实现 懒汉单例模式的特点是延迟加载,在第一次调用 `getInstance()` 方法时才创建实。为了保证线程安全性,通常采用双重检查锁定的方。其实现如下: ```java package com.ruoyi.demo.designPattern.lazySimpleSingleton; /** * 懒汉单例模式:在首次使用时才创建实 */ public class LazySimpleSingleton { // 使用 volatile 关键字防止指令重排 private static volatile LazySimpleSingleton instance = null; // 私有构造函数,防止外部通过new关键字创建对象 private LazySimpleSingleton() {} /** * 获取唯一实的方法 * * @return 对象 */ public static LazySimpleSingleton getInstance() { if (instance == null) { // 第一次检查 synchronized (LazySimpleSingleton.class) { if (instance == null) { // 第二次检查 instance = new LazySimpleSingleton(); } } } return instance; } } ``` 在这种实现中,`volatile` 关键字用于确保多线程环境下的可见性和有序性,避免因指令重排而导致的错误[^4]。 --- ### 总结 - **饿汉**:适合于实创建成本较低且始终需要使用的场景,具有更好的性能和更简的实现。 - **懒汉**:适合于实创建成本较高或者可能不需要立即使用的场景,但需要注意线程安全问题。 #### 注意事项 对于懒汉单例模式,如果不涉及多线程环境,则可以省略同步机制;但在实际开发中,考虑到并发情况较为常见,推荐使用双重检查锁定的方来保障线程安全[^3]。
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