三种单例模式的C++实现
来源:互联网 发布:淘宝直播怎么联系货源 编辑:程序博客网 时间:2024/06/03 19:01
在Java中,经常会用到单例模式,所谓的单例模式,即是只能返回一个对象的实例,在面试中一般情况下,都会做相关的试题。
本文用c++实现单例模式,与java开发有一定的相关性,共享。
本文转载:http://blog.csdn.net/silangquan/article/details/20383653
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简介
1、懒汉式
2、饿汉式
3、多线程下的单例模式
4、参考
简介:
因为在设计或开发中,肯定会遇到这么一个情况,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。它有很多的实现方法,各自的特性不相同,使用的情形也不相同。
这里讲的是最常见的三种,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创建
2、提供了一个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有多个实例
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,顾明思议,配置的实例知道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。这是一个防弹设计----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 = *CSginleton::GetInstance();
对于GetInstance稍加修改,这个设计模板可以适用于可变多实力情况,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一些特征:
1、在单例类内部定义专门的嵌套类
2、在单例类内定义私有的专门用于释放的静态程序员
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
饿汉式
饿汉式的特点是一开始就加载,如果说懒汉式是”时间换空间“,那么饿汉式就是“空间换时间”,因为一开始就创建实例,所以每次用到的之后直接返回就好啦。
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穿件号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和协调,那么我们就认为他是线程安全的。线程安全的类应该封转了所有必要的同步操作,调用者无需额外的同步,还有一点,无状态的类永远的线程安全的。
在懒汉式的单例类中,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啦,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,要对齐进行修改。
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();//借用其他类来实现,如boostif(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。
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