单例模式（全）c++

目录

一、简单介绍：

二、构建步骤：

三、懒汉式和饥汉式：

1.普通懒汉式：

2.普通饥汉式：

四、不一样的懒汉式（静态对象和双重判空）

1.静态懒汉式：

2.双重判空懒汉式：

 五、推荐：

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一、简单介绍：

单例模式（Singleton Pattern）是 最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

注意：

• 1、单例类只能有一个实例。
• 2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
• 3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

意图：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。

如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

关键代码：构造函数是私有的。

应用实例：

• 1、一个班级只有一个班主任。
• 2、Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。
• 3、一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。

优点：

• 1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。
• 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

使用场景：

• 1、要求生产唯一序列号。
• 2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。
• 3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

注意事项：getInstance() 方法中需要使用同步锁 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。

二、构建步骤：

         单例模式一般分为懒汉式和饿汉式两种模式。顾名思义就可以看出两种区别，饿汉式：因为很饿，所以必须要马上创建对象；懒汉式：很懒惰，只有在需要调用时才创建对象。

三、懒汉式和饥汉式：

1.普通懒汉式：

class Singleton
{
private:
	Singleton(){}
public:
	static Singleton* getinstance()
	{
		if (instance == NULL)
		{
			instance = new Singleton();
		}
		cout << " new Singleton()" << endl;
		return instance;
	}
private:
	static Singleton* instance;
};

Singleton* Singleton::instance = NULL;

2.普通饥汉式：

//普通饥汉式
class Singleton_hungry
{
private:
	Singleton_hungry() { cout << " new Singleton_hungry()" << endl; }
	static Singleton_hungry* getinstance()
	{
		
		return instance;
	}
private:
	static Singleton_hungry* instance;
};
Singleton_hungry* Singleton_hungry::instance = NULL;

四、不一样的懒汉式（静态对象和双重判空）

因为懒汉式是在需要时创建，在多线程中就难免引起线程安全问题，我们一般通过静态对象和双重判空来避免重复创建。

1.静态懒汉式：

//静态懒汉式
class Singleton_static
{
private:
	Singleton_static() { cout << "Singleton_static()" << endl; }
public:
	static Singleton_static* getinstance()
	{
		static Singleton_static local_s;
		return &local_s;
	}
private:
	static Singleton_static* instance;
};

Singleton_static* Singleton_static::instance = NULL;

2.双重判空懒汉式：

//双重判空懒汉式
class Singleton_mutex
{
private:
	Singleton_mutex() {}
public:
	static Singleton_mutex* getinstance()
	{
		if (instance == NULL)
		{
			std::unique_lock<std::mutex>lck1(tx1);
		
		if (instance == NULL)
		{
			instance = new Singleton_mutex();
		}
		}
		cout << " new Singleton_mutex()" << endl;
		return instance;
	}
private:
	static Singleton_mutex* instance;
};

Singleton_mutex* Singleton_mutex::instance = NULL;

这个时候可能有人会有疑问，为什么要进行双重判空？

         最外层的判空大家应该都能理解，多线程时，进行第一次判空再加锁，确保一次有一个线程去进行第一次判空。而最关键的是第二次判空，因为可能存在一种情况，两个线程同时进行了第一次判空，一个线程进行了加锁和第二次判空，另一个线程在外等待，当加锁线程完毕时，另一个线程也会进入，但是此时已经创建了对象，所以需要第二次判空。

 五、推荐：

对于初学者，我推荐一本书《大话设计模式》里边举出的设计模式通俗易懂，特别适合初学者。