单例模式Singleton

Posted 2022-03-15 TangguTae

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懒汉方式

1、只适合单线程的环境

2、适合多线程环境

恶汉方式

两种方式的比较

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单例模式：只能生成一个实例的类。

实现单例模式的两种方法：懒汉方式与恶汉方式。

懒汉方式

1、只适合单线程的环境

template<class T>
class Singleton

public:
	static T* GetInstance()
			
		if (ptr == nullptr)
			ptr = new T();
		return ptr;
	
private:
	static T* ptr;
	Singleton() //首先禁掉构造函数，防止他人构造实例

;
template<class T>
T* Singleton<T>::ptr = nullptr;//静态成员初始化

首先我们需要将构造函数设为私有的，禁止创造实例；其次得自己写一个方法来创建一个对象，而且这个对象得唯一，所以需要将这个对象声明为静态的，这样这个对象随着重复调用函数而不会发生改变；最后该方法也得是静态的，因为Singleton没办法实例出来对象也就无法调用非静态成员函数。

上面的代码明显存在一个问题，那就是线程不安全。

当多个线程访问时，可能会创造出多个对象出来。

2、适合多线程环境

为了使得线程安全，所以需要对临界区进行加锁。

template<class T>
class Singleton

public:
	static T* GetInstance()
	
		if (ptr == nullptr)//如果实例已存在就不需要在进行加锁判断
		
			lock.lock();
			if (ptr == nullptr)
				ptr = new T();
			lock.unlock();
		
		return ptr;
	
private:
	static T* ptr;
	static std::mutex lock;//锁也得是静态的
	Singleton() //首先禁掉构造函数，防止他人创造实例

;
template<class T>
T* Singleton<T>::ptr = nullptr;
template<class T>
std::mutex Singleton<T>::lock;

这里的一个小细节：两次判断实例是否已经存在，加锁是一个不小的开销，在没有必要的情况下尽量避免。

恶汉方式

template<class T>
class Singleton1

public:
	static T* GetInstance()
	
		return ptr;
	
private:
	static T* ptr;
	Singleton1() //首先禁掉构造函数，防止他人创造实例
;
template<class T>
T* Singleton1<T>::ptr = new T();//在代码运行时就已经实例出来对象

由于代码一运行就初始化创建实例 ，本身就线程安全。但是这样也存在问题，并不能实现按需创建实例。

两种方式的比较

1、懒汉方式在不加锁的情况下是线程不安全的，但是恶汉方式不会。

2、懒汉方式并没有一开始就实例化，而饿汉方式恰恰相反。

3、由2可知懒汉方式程序启动的更快，饿汉方式启动的慢。