C++设计模式之单例模式

1.设计模式的概念

设计模式是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。

2.单例模式

确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例，这个类称为单例类，它提供全局访问的方法。单例模式是一种对象创建型模式。

3.设计一个类为单例类的关键点

（1）单例类保证全局只有唯一一个实例对象;

（2）单例类提供获取这个借口的唯一实例.

4.模拟实现线程安全的单例模式

（1）模拟实现懒汉模式的单例模式（类加载时不初始化,要用的时候才初始化，延时加载，实现较复杂）

class Lock{public:explicit Lock(mutex& mtx)  //加锁,加explicit防止被隐式类型转换:_mtx(mtx){_mtx.lock();}~Lock()  //解锁{_mtx.unlock();}private:mutex& _mtx;Lock(Lock&);Lock& operator=(Lock&);};class LazySingleton{public:static LazySingleton* GetInstance();protected:LazySingleton()   //保证全局只有唯一一个实例,将构造函数声明为私有 :_a(0){}LazySingleton(LazySingleton&);  //为了更加保险，将拷贝构造和赋值运算符的重载也设置为防拷贝LazySingleton& operator=(LazySingleton&);private:int _a;    static LazySingleton* _inst;  //静态成员变量需在类内声明,类外初始化,作为唯一实例的指针};LazySingleton* LazySingleton::_inst = NULL;LazySingleton* LazySingleton::GetInstance(){//为了实现线程安全，需要在这个地方加锁,采用RAII的方式封装锁mutex mtx;Lock a(mtx);if (_inst == NULL)_inst = new LazySingleton;return _inst;}

（2）饿汉模式（一上来就初始化，类加载较慢，占用系统资源，但是使用时获取对象的速度快，实现简单）

 class EagerSingleton  { public: static EagerSingleton* getInstence() { return _inst; } private: EagerSingleton() :_a(0) {} static EagerSingleton* _inst; int _a; }; EagerSingleton*  EagerSingleton::_inst = new EagerSingleton();

5.单例模式的适应场景

（1）资源共享的情况下，避免由于资源操作时导致的性能或损耗等。如Windows的Task Manager（任务管理器），应用配置。

（2）控制资源的情况下，方便资源之间的互相通信。如线程池等。