设计模式C++实现单例模式
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了设计模式C++实现单例模式相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
单例模式
定义: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,该实例被所有程序模块共享
【实现思路】
防止外界创建单例类的对象 ——> 私有化构造函数
提供全局访问点:
- 使用类的私有静态指针指向类的唯一实例
- 提供公有静态方法获取实例
【实现模式】
懒汉模式:第一次使用才初始化,调用函数获取实例时再创建
饿汉模式:程序一开始运行立即初始化
(1)经典线程安全懒汉模式 —— 双检锁
class single
private:
// 私有静态指针
static single *p;
// 静态互斥锁 互斥获取实例
static pthread_mutex_t lock;
// 私有化构造函数
single()
pthread_mutex_init(&lock, NULL);
~single()
public:
// 公有静态方法获取实例
static single* getinstance();
;
pthread_mutex_t single::lock;
single * single::p = NULL;
single * single::getinstance()
// 仅在第一次创建单例时加锁
if( NULL == p )
// 没有实例化
pthread_mutex_lock(&lock);
if( NULL == P )
// 双检,防止已有线程进入第一个if语句
p = new single;
pthread_mutex_unlock(&lock);
return p;
(2)线程安全懒汉模式 —— 局部静态变量
局部静态变量
- 定义:局部变量前加上
static
关键字 - 存储:静态局部变量存放在静态存储区
- 生命周期:整个程序运行期间(函数或方法调用结束后并不释放)
- 初始化:编译时赋初值一次,之后调用不再赋初值,若没有显式初始化,默认初始化为0
- 与全局变量对比:
- 都在静态存储区存放,在程序整个运行期间都不释放
- 静态局部变量只能在函数内部访问,其他函数“不可见”
使用局部静态对象,C++11 要求编译器保证内部静态变量的线程安全性,不用加锁、解锁
class single
private:
single()
~single()
public:
static single * getinstance();
;
single* single::getinstance()
static single obj;
return &obj;
加锁方式
class single
private:
static pthread_mutex_t lock;
single()
pthread_mutex_init(&lock, NULL);
~single()
public:
static single* getinstance();
;
pthread_mutex_t single::lock;
single * single::getinstance()
pthread_mutex_lock(&lock);
static single obj;
pthread_mutex_unlock(&lock);
return &obj;
(3)饿汉模式
在程序运行时就定义了对象,并且初始化,getinstance
函数只是返回一个对象的指针
饿汉模式不需要使用锁,就可以实现线程安全
class single
private:
static single * p;
single()
~single()
public:
static single* getinstance();
;
single *single::p = new single();
single *single::getinstance()
return p;
隐藏问题:函数外的静态对象在不同编译单元中的初始化顺序是没有定义的,如果还未初始化,就调用getinstance
方法会返回未定义实例
测试:
int main()
single *p1 = single::getinstance();
single *p2 = single::getinstance();
if(p1 == p2)
printf("same\\n");
system("pause");
return 0;
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以上是关于设计模式C++实现单例模式的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章