一.單例模式

• 一個類只能創建一個對象,這樣的類的設計模式就稱為單例模式,該模式保證系統中該類只能有一個實例(并且父子進程共享),一個很典型的單例類就是C++STL的內存池
• C++單例模式的基本設計思路:
  • 私有化構造函數,刪除默認的拷貝構造函數和賦值運算符重載防止對象被直接創建和拷貝
  • 單例對象的內存資源可以交給操作系統來釋放,也可以自定義析構函數來完成特殊操作

二.單例模式的兩種實現方式

餓漢模式

• 餓漢單例類在程序進入主函數之前就創建出唯一的實例

//餓漢單例模式
class HungerSingleton
{
public://定義一個可以訪問單例對象的靜態接口static HungerSingleton* Getinstance(){return &singleObj;}
private://構造函數私有化,防止對象被直接創建HungerSingleton() { cout << "單例對象創建" << endl; }//刪除拷貝接口,防止對象被拷貝HungerSingleton(const HungerSingleton& single) = delete;HungerSingleton& operator=(const HungerSingleton& single) = delete;private://定義靜態區的HungerSingleton成員static HungerSingleton singleObj;//也可以定義成指針,初始化時在堆上創建//static HungerSingleton* singleObj;
};
//初始化類的靜態成員
HungerSingleton HungerSingleton::singleObj;
//初始化時在堆上創建
//HungerSingleton * HungerSingleton::singleObj = new HungerSingleton;

• HungerSingleton的靜態成員變量是自身類型的對象(或指針),類的靜態成員變量在進入主函數之前就完成初始化,由于構造函數被私有化,因此在程序運行過程中無法再創建該類的對象
• 餓漢單例模式的優勢:
  • 由于子進程只能在主函數中被創建,因此餓漢單例類不存在線程安全問題,無需與其他線程的類競爭系統資源,在多線程高并發環境下能夠較為高效地執行任務
• 餓漢單例模式的劣勢:
  • 如果一個程序中有多種餓漢單例類,我們無法控制它們的初始化順序
  • 餓漢單例類會拖慢程序的啟動速度,而且即便用不到該類也會創建一個實例,可能造成內存浪費

懶漢模式

• 懶漢單例類在程序進入主函數之后由后續代碼決定是否創建實例

//懶漢單例模式
class LazySingleton
{
public://定義一個可以訪問單例對象的靜態接口static LazySingleton* Getinstance(){//若singleObj為空指針則創建單例對象if (singleObj == nullptr){singleObj = new LazySingleton;}return singleObj;}
private://構造函數私有化,防止對象被創建LazySingleton() { cout << "單例對象創建" << endl; }//刪除拷貝接口,防止對象被拷貝LazySingleton(const LazySingleton& single) = delete;LazySingleton& operator=(const LazySingleton& single) = delete;private://定義成靜態成員指針,初始化時在堆上創建static LazySingleton* singleObj;
};
//初始化時設置成空指針
LazySingleton * LazySingleton::singleObj = nullptr;

• LazySingleton類在第一次調用Getinstance()成員接口時才會創建實例
• 懶漢單例模式的優勢:
  • 可以控制多種懶漢單例類對象的初始化順序,并且需要用到的時候才創建,避免了內存浪費
• 懶漢單例模式的劣勢:
  • 在多線程環境中存在線程安全問題,需要加鎖