<c++>c++三种单例模式实现

简介

  因为在设计或开发中，肯定会有这么一种情况，一个类只能有一个对象被创建，如果有多个对象的话，可能会导致状态的混乱和不一致。这种情况下，单例模式是最恰当的解决办法。它有很多种实现方式，各自的特性不相同，使用的情形也不相同。今天要实现的是常用的三种，分别是饿汉式、懒汉式和多线程式。

        通过单例模式， 可以做到：

1. 确保一个类只有一个实例被建立 。

2. 提供了一个对对象的全局访问指针 。

3. 在不影响单例类的客户端的情况下允许将来有多个实例。

一、懒汉式

懒汉式的特点是延迟加载，比如配置文件，采用懒汉式的方法，顾名思义，懒汉么，很懒的，配置文件的实例直到用到的时候才会加载...

class CSingleton  {  public:  static CSingleton* GetInstance()  {       if ( m_pInstance == NULL )             m_pInstance = new CSingleton();       return m_pInstance;  }  private:      CSingleton(){};      static CSingleton * m_pInstance;  };

GetInstance()使用懒惰初始化，也就是说它的返回值是当这个函数首次被访问时被创建的。这是一种防弹设计——所有GetInstance()之后的调用都返回相同实例的指针：

CSingleton* p1 = CSingleton :: GetInstance();

CSingleton* p2 = p1->GetInstance();

CSingleton & ref = * CSingleton :: GetInstance();

对GetInstance稍加修改，这个设计模板便可以适用于可变多实例情况，如一个类允许最多五个实例。

代码很简单，但是会存在内存泄漏的问题，new出来的东西始终没有释放，下面是一种饿汉式的一种改进：

class CSingleton    {    private:        CSingleton()        {        }        static CSingleton *m_pInstance;        class CGarbo         {        public:            ~CGarbo()            {                if(CSingleton::m_pInstance)                    delete CSingleton::m_pInstance;            }        };        static CGarbo Garbo;     public:        static CSingleton * GetInstance()        {            if(m_pInstance == NULL)                m_pInstance = new CSingleton();            return m_pInstance;        }    }; 

 在程序运行结束时，系统会调用CSingleton的静态成员Garbo的析构函数，该析构函数会删除单例的唯一实例。使用这种方法释放单例对象有以下特征：

1.在单例类内部定义专有的嵌套类。

2.在单例类内定义私有的专门用于释放的静态成员。

3.利用程序在结束时析构全局变量的特性，选择最终的释放时机。

二、饿汉式

饿汉式的特点是一开始就加载了，如果说懒汉式是“时间换空间”，那么饿汉式就是“空间换时间”，因为一开始就创建了实例，所以每次用到的之后直接返回就好了。

class CSingleton    {    private:        CSingleton()          {        }    public:        static CSingleton * GetInstance()        {            static CSingleton instance;             return &instance;        }    };

 饿汉式是线程安全的,在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用,以后不再改变，懒汉式如果在创建实例对象时不加上synchronized则会导致对对象的访问不是线程安全的。

注：线程安全的通俗解释 - 不管多个线程是怎样的执行顺序和优先级,或是wait,sleep,join等控制方式，如果一个类在多线程访问下运转一切正常，并且访问类不需要进行额外的同步处理或者协调，那么我们就认为它是线程安全的。 线程安全的类应当封装了所有必要的同步操作，调用者无需额外的同步。还有一点：无状态的类永远是线程安全的。

        
         在饿汉式的单例类中，其实有两个状态，单例未初始化和单例已经初始化。假设单例还未初始化，有两个线程同时调用GetInstance方法，这时执行 m_pInstance == NULL 肯定为真，然后两个线程都初始化一个单例，最后得到的指针并不是指向同一个地方，不满足单例类的定义了，所以饿汉式的写法会出现线程安全的问题！在多线程环境下，要对其进行修改。

三、多线程下的单例模式

这里要处理的是懒汉模式。

class Singleton  {  private:      static Singleton* m_instance;      Singleton(){}  public:      static Singleton* getInstance();  };    Singleton* Singleton::getInstance()  {      if(NULL == m_instance)      {          Lock();//借用其它类来实现，如boost          if(NULL == m_instance)          {              m_instance = new Singleton;          }          UnLock();      }      return m_instance;  }

使用double-check来保证thread safety.但是如果处理大量数据时，该锁才成为严重的性能瓶颈。

转自：http://blog.csdn.net/q_l_s/article/details/52369065#