设计模式——单例模式

小李超勇的..2024-08-14 0:05

什么是单例模式

一个类只能创建一个对象，即单例模式，该模式下可保证系统中该类只有一个实例，并提供一个访问它的全局接口，该实例被所有程序模块共享。

单例模式有两种实例情况

饿汉模式：程序启动就创建一个唯一的实例对象
懒汉模式：调佣全局接口的时候创建唯一的实例。

饿汉模式

cpp 复制代码

class Singleton
{
public:
	static Singleton* GetInstance()
	{
		return _ins;
	}

	void Add(const string& str)
	{
		_mtx.lock();

		_v.push_back(str);

		_mtx.unlock();
	}

	void Print()
	{
		_mtx.lock();

		for (auto& e : _v)
		{
			cout << e << endl;
		}
		cout << endl;

		_mtx.unlock();
	}

private:
	//限制类外随意创建对象
	Singleton()
	{

	}

private:
	int _n;
	vector<string> _v;
	mutex _mtx;

	static Singleton* _ins;
};

Singleton* Singleton::_ins = new Singleton;

但是饿汉有一个问题：如果单例对象十分耗时或者占用很多资源，比如加载插件，初始化网络连接，也有可能在程序一开始用不到，那么在程序一开始创建就会导致程序启动很慢，所以有了懒汉模式。

懒汉模式

cpp 复制代码

class Singleton
{
public:
	static Singleton* GetInstance()
	{
		//双检查加锁
		if (_ins == nullptr) //提高效率，不需要每次加锁和解锁 
		{
			_imtx.lock();
			
			if (_ins == nullptr) //保证线程安全,只用new一次
			{
				_ins = new Singleton;
			}

			_imtx.unlock();
		}

		return _ins;
	}

	void Add(const string& str)
	{
		_vmtx.lock();

		_v.push_back(str);

		_vmtx.unlock();
	}

	void Print()
	{
		_vmtx.lock();

		for (auto& e : _v)
		{
			cout << e << endl;
		}
		cout << endl;

		_vmtx.unlock();
	}

private:
	//限制类外随意创建对象
	Singleton()
	{

	}

private:
	int _n;
	vector<string> _v;
	mutex _vmtx;

	static mutex _imtx;
	static Singleton* _ins;
};
 
Singleton* Singleton::_ins = nullptr;
mutex Singleton::_imtx;

这里注意一下，创建实例的时候要用双重加锁，因为在多线程的场景下，就去一直加锁判断，要知道锁的消耗是很大的，所以双重检查是很重要的。

懒汉模式的优点：

第一次使用的时候创建实例对象
如果多个单例对象有启动顺序要求的话，也可以控制（这点饿汉模式就无法控制了）

懒汉模式的缺点

复杂