C++ Singleton的实现方法

一、Singleton的实现方法

Singleton模式的要求：一个系统中有且只能有一个指定类的实例

Singleton的一般实现步骤 ：

1. 将构造函数私有化
2. 在类中指定一个静态的指向本类型 的指针变量
3. 定义一个返回值为类指针的静态成员函数
   代码实现

class Singleton1{
	private:
		Singleton1(){printf("constructor\n");}
		~Singleton1(){printf("destructor\n");};
	public:
		static Singleton1* _instance;
		static Singleton1* getInstance();
		static void destory();
}
//静态对象初始化
Singleton1* Singleton1::_instance = nullptr;
//定义获取实例的函数和释放实例的函数
	//风险点在于此函数是线程不安全的，存在多个线程同时进入else 循环创建实例的情况
Singleton1*  Singleton1::getInstance(){
	if(_instance) printf("instance already exist\n");
	else _instance = new Singleton1();
	return _instance;
}

void Singleton1::destory(){
	if(_instance==nullptr) printf("instance already deleted\n");
	else delete _instance;
}

改进方案

1. 创建和删除对象指针时，存在线程不安全的情况。考虑以下改进方案
   • 在初始化静态变量时，即创建实例，后续函数只能获取其值
   • 对静态成员加锁
   • 使用Linux pthread库中的pthread_once或C++11中的call_once，规定其执行一次
2. 一开始就初始化了静态变量，造成了不必要的空间浪费。可以考虑将其定义在静态函数内部。

class Singleton1{
	private:
		Singleton1(){printf("constructor\n");}
		~Singleton1(){printf("destructor\n");};
	public:
		static Singleton1* _instance;
		static Singleton1* getInstance();
		static void destory();
}
//静态对象初始化
Singleton1* Singleton1::_instance = nullptr;
//定义获取实例的函数和释放实例的函数
	//风险点在于此函数是线程不安全的，存在多个线程同时进入else 循环创建实例的情况
Singleton1*  Singleton1::getInstance(){
	if(_instance) printf("instance already exist\n");
	else _instance = new Singleton1();
	return _instance;
}

void Singleton1::destory(){
	if(_instance==nullptr) printf("instance already deleted\n");
	else delete _instance;

二、定义只能在栈\堆上存在的对象

1. 只能在栈空间上存在的对象，在栈上可以存在的必要条件时构造函数和析构函数不是private类型。
   不能使用new 运算符创建新的类。
   所以考虑重载operator new 和 operator delete 并将其作为private成员
2. 只能在堆空间上存在的对象：
   不能在栈上面创建，可以使用new创建
   考虑将其析构函数作为private成员，此时如果在栈上创建对象，则在栈回收时就无法调用相应的析构函数，因此编译器会报错，无法通过。