设计模式之单例模式：singleton

最新推荐文章于 2021-08-23 21:36:53 发布

原创最新推荐文章于 2021-08-23 21:36:53 发布 · 209 阅读

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本文深入探讨了单例模式的设计理念，包括懒汉模式和饿汉模式，并提供了详细的代码实现及解析，强调了内存栅栏的重要性。

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1.设计模式是什么？

设计模式其实就是前人总结，代表了最佳实践，对于软件开发过程中对象的封装模式，也是各种复杂问题，极好解耦性的解决方案。

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下面我们来说一下单例模式的基本概念和代码：

单例类保证了全局只有唯一一个实例对象
单例提供获取这个唯一实例的接口

其实就是保证一个类中出现对象的全局唯一性。

首先对于单例模式而言，有2种

懒汉模式：

#include<bits/stdc++.h>
#include<mutex>
using namespace std;

class singleton
{
    public:
    static singleton* GetInstance()
    {
        //使用双重检查，保证获取锁的资源不浪费
        if(_instance == NULL)
        {
            std::lock_guard<std::mutex>lck(_mtx);
            if(instance == NULL)
            {
                //一下解释标记为a
                singleton *tmp = new singleton();
                MemoryBarrier();//内存栅栏。后面会进行解释。
                _instance = tmp;
            }
        }  
        return _instance;      
    }
    
    static void DelInstance()
    {
        if(_instance != NULL)
        {
            delete _instance;
            _instance = NULL;
        }
    }
    
    private:
    singleton():data(0){};
    singleton(const singleton&){};
    singleton& operator = (const sigleton&);
    static singleton* _instance;
    static mutex _mtx;
    int data;
}
singleton* singleton::_instance = NULL;
mutex singleton::_mtx;

其实单例模式没有真想象的这么简单，百度上许多说单例模式的文章都说的有些许遗漏

这里主要解释一下内存栅栏的概念

如果我们将a处代码转换为_instance = new singleton();

这在编译器中处理为3个部分，1.分配空间，2调用构造函数，3.赋值、

但是在某些情况话，编译器可能进行优化进行重排，然后顺序变成了1，3,2.将赋值提到了构造函数之前。

然后设想在高并发场景中，_instance已经进行了赋值，但是没有调用构造函数，其他现场进入，直接返回_instance。一个没有调用构造函数的_instance,这就会出现错误

所以我们声明一个临时变量，然后添加一个内存栅栏，其实就是指令顺序的隔断，不可提前。保证赋值构造的完全调用，其实就有点类似Linux中的sigsuspend();

以上就是完善的懒汉模式。

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饿汉模式：

饿汉模式使用RAII

//1
class singleton
{
    public:
    static singleton* GetInstance()
    {
        static single sInstance;
        return &sInstance;
    }
     private:
    singleton():data(0){};
    singleton(const singleton&){};
    singleton& operator = (const sigleton&);
    static singleton* _instance;
    int data;
}

//2
class singleton
{
    public:
    static sington* GetInstance()
    {
        assert(_instance);
        return _instance;
    }
     private:
    singleton():data(0){};
    singleton(const singleton&){};
    singleton& operator = (const sigleton&);
    static singleton* _instance;
    int data;
}
singleton* singleton::_instance = new singleton();

以上。

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