有些对象只需要有一个,比如线程池、缓存和注册表等。
对比全局变量,其需要在程序开始就创建好对象,如果这个对象比较耗资源,而在后面的执行过程中又一直没有用到,就造成了浪费。
cpp
class Singleton {
private:
static Singleton instance;
Singleton(){}
public
static Singleton getInstance() {
// 多线程环境下,可能先后判断为true
if ( instance == null ) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
双重检查锁
cpp
// 解决指针没有析构和多线程问题
class Singleton{
private:
static std::shared_ptr<Singleton > instance;
static std::mutex m_mutex;
Singleton(){}
public
static Singleton getInstance() {
// 多线程环境下,可能先后判断为true
if ( instance == null ) {
std::lock_guard<std::mutex> lk(m_mutex);
instance = std::shared_ptr<Singleton>(new
Singleton());
}
return instance;
}
}
上述代码还存在问题是new Singleton()口语被抽象为下面的语句:
cpp
memory = allocate(); //1:分配对象的内存空间
instance = memory; //3:设置instance指向刚分配的内存地址(此时对象还未初始化)
new(instance); //2:初始化对象
那么另一线程在判断是否为null的时候可能得到一个为完全初始化的instance。
cpp
我们可以通过volatile对变量进行限制,防止指令重排
static std::shared_ptr<Singleton > volatile instance;
在Java中这样应该就可以了,c++好像还有点问题?具体的可以看下最后贴的参考文献。
最推荐的懒汉式单例模式(magic static)
cpp
// 解决指针没有析构和多线程问题
class Singleton{
private:
Singleton(){}
public
static Singleton& getInstance() {
static Singleton instrance;
return instance;
}
}
魔法静态变量是C++11的核心语言功能特性,提案:N2660 - Dynamic Initialization and Destruction with Concurrency, 最早在GCC2.3 / Clang2.9 / MSVC19.0等编译器得到支持。
这种方法又叫做 Meyers' SingletonMeyer's的单例, 是著名的写出《Effective C++》系列书籍的作者 Meyers 提出的。所用到的特性是在C++11标准中的Magic Static特性:
If control enters the declaration concurrently while the variable is being initialized, the concurrent execution shall wait for completion of the initialization.
如果当变量在初始化的时候,并发同时进入声明语句,并发线程将会阻塞等待初始化结束。
这样保证了并发线程在获取静态局部变量的时候一定是初始化过的,所以具有线程安全性。
单例模式volatile_单例模式 volatile_这瓜保熟么的博客-CSDN博客