设计模式之单例模式

单例模式:何为单例模式，在GOF的《设计模式：可复用面向对象软件的基础》中是这样说的：保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。首先，需要保证一个类只有一个实例；在类中，要构造一个实例，就必须调用类的构造函数，如此，为了防止在外部调用类的构造函数而构造实例，需要将构造函数的访问权限标记为protected或private；最后，需要提供要给全局访问点，就需要在类中定义一个static函数，返回在类内部唯一构造的实例。

单例模式分为两种：懒汉模式，饿汉模式。

懒汉模式：C++的构造函数不是线程安全的，在多线程的情况会不安全，原因是第一次实例化对象的时候并不是原子的，比如一个线程执行了new的同时，在另个线程里面对if进行判断的时候，此时实例有可能没被创建出来。懒汉模式，顾名思义，不到万不得已就不会去实例化类，也就是说在第一次用到类实例的时候才会去实例化。在访问量较小的时候，采用懒汉模式。这是以时间换空间。

饿汉模式：即饿了肯定要饥不择食。所以在单例类定义的时候就进行了实例化。其本身是线程安全的。由于要进行线程同步，所以在访问量较大，或者可能访问的线程较多的时候，采用饿汉实现，可以实现更好的性能。这是以空间换时间。

备注：饿汉模式会提前浪费我们的内存空间以及资源，如果有项目中要求在使用到实例的时候再去实例化，则还是得需要使用懒汉模式。

#include <QCoreApplication>
#include <QDebug>
#include<thread>
#include<mutex>
#include <Windows.h>
using namespace std;
//懒汉单例的线程安全做法
class Hammer
{
private:
    static Hammer* m_pHammer;
    static mutex m_Mutex;//加一把锁
    Hammer()
    {
        qDebug() << "make a new hammer!";
    }
    ~Hammer() {}
    Hammer(const Hammer&) = delete;//单例类建议屏蔽拷贝构造函数
    Hammer &operator =(const Hammer&rhs) = delete;//单例类建议屏蔽拷贝运算符
public:
    static Hammer* GetHammer()
    {
        if(m_pHammer == nullptr)//双重判断，如果没锤子，估计会发生客人同时来店的情况，先锁上，然后再看有没有锤子
        {
            m_Mutex.lock();
            if(m_pHammer == nullptr)
            {
                //由于静态变量的资源在程序最后全部统一释放，所以这个new没有对应的delete问题不大，严谨的话也可以加上释放过程
                m_pHammer = new Hammer();
            }
            m_Mutex.unlock();
        }
        return m_pHammer;
    }
    void Beat()
    {
        qDebug() << "I can beat";
    }
};

Hammer*Hammer::m_pHammer = nullptr;
mutex Hammer::m_Mutex;

void Guest1()//客人1需要锤子
{
    Sleep(1);
    Hammer::GetHammer()->Beat();
}

void Guest2()//客人2需要锤子
{
    Sleep(1);
    Hammer::GetHammer()->Beat();
}

int main(int, char **)
{
    thread thread1(Guest1), thread2(Guest2);
    thread1.detach();
    thread2.detach();

    getchar();
    return 0;
}