单例模式

1 教科书里的单例模式

我们都很清楚一个简单的单例模式该怎样去实现：构造函数声明为private或protect防止被外部函数实例化，内部保存一个private static的类指针保存唯一的实例，实例的动作由一个public的类方法代劳，该方法也返回单例类唯一的实例。

上代码：　

class singleton{protected:  singleton(){}private:  static singleton* p;public:  static singleton* instance();};singleton* singleton::p = NULL;singleton* singleton::instance(){  if (p == NULL)    p = new singleton();  return p;}

这是一个很棒的实现，简单易懂。但这是一个完美的实现吗？不！该方法是线程不安全的，考虑两个线程同时首次调用instance方法且同时检测到p是NULL值，则两个线程会同时构造一个实例给p，这是严重的错误！同时，这也不是单例的唯一实现！

2 懒汉与饿汉

单例大约有两种实现方法：懒汉与饿汉。

懒汉：故名思义，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，所以上边的经典方法被归为懒汉实现；

饿汉：饿了肯定要饥不择食。所以在单例类定义的时候就进行实例化。

特点与选择：

由于要进行线程同步，所以在访问量比较大，或者可能访问的线程比较多时，采用饿汉实现，可以实现更好的性能。这是以空间换时间。

在访问量较小时，采用懒汉实现。这是以时间换空间。

3 线程安全的懒汉实现

线程不安全，怎么办呢？最直观的方法：加锁。

方法1：加锁的经典懒汉实现：

class singleton{protected:  singleton()  {    pthread_mutex_init(&mutex);  }private:  static singleton* p;public:  static pthread_mutex_t mutex;  static singleton* initance();};pthread_mutex_t singleton::mutex;singleton* singleton::p = NULL;singleton* singleton::initance(){  if (p == NULL)  {    pthread_mutex_lock(&mutex);    if (p == NULL)      p = new singleton();    pthread_mutex_unlock(&mutex);  }  return p;}

方法2：内部静态变量的懒汉实现

此方法也很容易实现，在instance函数里定义一个静态的实例，也可以保证拥有唯一实例，在返回时只需要返回其指针就可以了。推荐这种实现方法，真得非常简单。

class singleton{protected:  singleton()  {    pthread_mutex_init(&mutex);  }public:  static pthread_mutex_t mutex;  static singleton* initance();  int a;};pthread_mutex_t singleton::mutex;singleton* singleton::initance(){  pthread_mutex_lock(&mutex);  static singleton obj;  pthread_mutex_unlock(&mutex);  return &obj;}

4 饿汉实现

为什么我不讲“线程安全的饿汉实现”？因为饿汉实现本来就是线程安全的，不用加锁。为啥？自己想！

class singleton{protected:  singleton()  {}private:  static singleton* p;public:  static singleton* initance();};singleton* singleton::p = new singleton;singleton* singleton::initance(){  return p;}