C++ 常用设计模式

Tech_gis2024-09-17 21:50

1、单例模式

一个类只有一个实例，提供一个全局访问点来访问这个实例。

分为懒汉模式和饿汉模式：

懒汉模式就是 只有用到这个实例才会初始化对象并返回 （调用了对外的接口才实例化对象）
饿汉模式就是 不管用不用得到，都先构造出来，先初始化

双重锁的懒汉模式：

cpp 复制代码

#include <mutex>

class SingeLazy {
private:
	SingeLazy() {}
	SingeLazy(const SingleLazy& ) = delete;
	SingeLazy& operator= (const SingleLazy& ) = delete;
	static SingleLazy* instance;
	static mutex i_mutex;
	
public:
	static SingleLazy* getInstance() {
		if (instance == nullptr) {
			mutex.lock();
			if (instance == nullptr) {
				instance = new SingleLazy();
			}
			mutex.unlock();
		}
		return instance;
}
};
SingleLazy* SingleLazy::instance = nullptr;
mutex SingleLazy::i_mutex; // 类外初始化

双重锁机制（Double-Checked Locking）用于确保单例对象只被创建一次，并且提高线程安全性和性能。

为什么要进行第二次检查 if (instance == nullptr) ？

当第一个线程获得锁并创建单例对象时，其他等待的线程可能已经通过了第一次检查 if (instance == nullptr)，并准备进入加锁阶段。如果没有第二次检查，当第一个线程释放锁之后，第二个线程会获得锁并尝试再次创建对象。

场景描述：

线程A进入 getInstance()，通过了第一次检查，发现 instance == nullptr，然后加锁并创建实例。
线程B几乎同时进入 getInstance()，也通过了第一次检查，因为当时 instance 还没被创建，但它被阻塞在锁等待状态。
当线程A创建了实例并释放锁，线程B获得锁，并进入锁定区域。如果没有第二次检查，线程B会认为 instance 仍然是
nullptr，并再次尝试创建实例。

因此，第二次检查的作用是防止在第一个线程创建实例后，其他线程重复创建实例。