三種單例模式的C++實現

簡介

        因為在設計或開發中，肯定會有這么一種情況，一個類只能有一個對象被創建，如果有多個對象的話，可能會導致狀態的混亂和不一致。這種情況下，單例模式是最恰當的解決辦法。它有很多種實現方式，各自的特性不相同，使用的情形也不相同。今天要實現的是常用的三種，分別是餓漢式、懶漢式和多線程式。

        通過單例模式， 可以做到：

1. 確保一個類只有一個實例被建立
2. 提供了一個對對象的全局訪問指針
3. 在不影響單例類的客戶端的情況下允許將來有多個實例

懶漢式

      懶漢式的特點是延遲加載，比如配置文件，采用懶漢式的方法，顧名思義，懶漢么，很懶的，配置文件的實例直到用到的時候才會加載。。。。。。

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

代碼很簡單，但是會存在內存泄漏的問題，new出來的東西始終沒有釋放，下面是一種餓漢式的一種改進。

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;       }   };  

餓漢式

       餓漢式的特點是一開始就加載了，如果說懶漢式是“時間換空間”，那么餓漢式就是“空間換時間”，因為一開始就創建了實例，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;       }   };  

注：線程安全的通俗解釋 - 不管多個線程是怎樣的執行順序和優先級,或是wait,sleep,join等控制方式，如果一個類在多線程訪問下運轉一切正常，并且訪問類不需要進行額外的同步處理或者協調，那么我們就認為它是線程安全的。 線程安全的類應當封裝了所有必要的同步操作，調用者無需額外的同步。還有一點：無狀態的類永遠是線程安全的。

         在餓漢式的單例類中，其實有兩個狀態，單例未初始化和單例已經初始化。假設單例還未初始化，有兩個線程同時調用GetInstance方法，這時執行 m_pInstance == NULL 肯定為真，然后兩個線程都初始化一個單例，最后得到的指針并不是指向同一個地方，不滿足單例類的定義了，所以餓漢式的寫法會出現線程安全的問題！在多線程環境下，要對其進行修改。

多線程下的單例模式

        這里要處理的是懶漢模式。

class Singleton { private:     static Singleton* m_instance;     Singleton(){} public:     static Singleton* getInstance(); };  Singleton* Singleton::getInstance() {     if(NULL == m_instance)     {         Lock();//借用其它類來實現，如boost         if(NULL == m_instance)         {             m_instance = new Singleton;         }         UnLock();     }     return m_instance; }

參考

C++中的單例模式