CSDN——C++單例模式詳解

單例設計模式是一種創建型設計模式

什么是創建型設計模式

創建型設計模式，就是通過控制對象的創建方式來解決設計問題。

有哪些創建型設計模式

1. 單例設計模式
   在整個應用程序中，一個類只有一個實例，并且提供全局訪問點
2. 工廠設計模式
   將代碼中散亂的new操作集中起來，放到工廠類中封裝為方法，屏蔽復雜的初始化、多個參數的依賴，簡化調用者的工作量；
   并且這些被管理的類，生命周期也交給工廠類管理；
3. 抽象工廠模式
   有抽象工廠類和具體工廠類
   （1）抽象工廠針對每個產品提供一個創建方法
   （2）具體工廠繼承自抽象工廠，實現具體的創建方法

單例設計模式實現方法

單例設計模式的實現分兩種：餓漢式和懶漢式

餓漢式單例

特點：
實例在類加載時創建；c++中沒有類加載概念，可以理解是靜態變量初始化過程；
因為是類加載時創建，所以創建過程是線程安全的。

懶漢式單例

特點：
實例在第一次被請求時創建
非線程安全，因為多個線程可能同時調用instance()方法

實現方法

（1）在單例類中delete掉拷貝構造函數和賦值運算符重載函數，將要用來初始化的構造函數設置為私有成員。
（2）單例類聲明一個該類指針類型的私有靜態成員instance，用來指向最終的實例化對象，和一個用于初始化的公有靜態成員函數instance();
instance()函數會返回實例對象的指針，instance函數中會判斷靜態成員instance是否為空來決定是否調用new來初始化；
餓漢式需要在全局調用instance函數，使實例在程序啟動時被創建；
（3）如何實現懶漢式單例的線程安全
方法1：使用雙重檢查鎖定：
在instance()函數中首先判定實例是否已經被創建，如果是，直接返回實例指針，如果沒有被創建，就先加鎖，然后再判斷一次實例是否被創建，沒有就創建對象；
由于雙重檢查鎖定只在實例沒有創建時才加鎖和創建實例，所以不會導致性能下降
方法2：使用C++的局部靜態變量：
在判斷實例沒有被創建時，創建一個局部靜態instance變量，返回引用，把線程安全的工作交給編譯器，編譯器可能會使用更高效的方法來實現，比如原子操作+內存屏蔽，具體如何實現要看所處的平臺以及編譯器的選擇

（4）可以結合RAII設計來實現自動管理單例對象生命周期
在單例類中添加一個helper成員類，helper構造時調用instance()，helper析構時調用disinstance()
單例類聲明一個靜態的helper類型變量，以程序的生命周期管理helper對象的生命周期，實現自動管理單例對象的生命周期。