C++的单例模式与线程安全单例模式(懒汉/饿汉)

参考:C++的单例模式与线程安全单例模式(懒汉/饿汉)
1 教科书里的单例模式
我们都很清楚一个简单的单例模式该怎样去实现:构造函数声明为private防止被外部函数实例化,内部保存一个private static的类指针保存唯一的实例,实例的动作由一个public的类方法代劳,该方法也返回单例类唯一的实例。
代码:

class CSingleton
{  
private:
    CSingleton(){}
    static CSingleton* m_Instance;
public:
    static CSingleton* instance(){
        if (m_Instance == NULL)
            m_Instance = new singleton();
        return m_Instance;
    }
};

2 懒汉与饿汉
单例大约有两种实现方法:懒汉与饿汉。

  • 懒汉:故名思义,不到万不得已就不会去实例化类,也就是说在第一次用到类实例的时候才会去实例化,所以上边的经典方法被归为懒汉实现;
  • 饿汉:饿了肯定要饥不择食。所以在单例类定义的时候就进行实例化。

特点与选择:

  • 由于要进行线程同步,所以在访问量比较大,或者可能访问的线程比较多时,采用饿汉实现,可以实现更好的性能。这是以空间换时间。
  • 在访问量较小时,采用懒汉实现。这是以时间换空间。

3 线程安全的懒汉实现
线程不安全,怎么办呢?最直观的方法:加锁。

  • 加锁的经典懒汉实现:
class Singleton
{
private:
    Singleton(){}
    static Singleton* m_Instance;
public:
    static pthread_mutex_t mutex;
    static Singleton* initance();
};

pthread_mutex_t Singleton::mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
Singleton* Singleton::m_Instance = NULL;
Singleton* Singleton::initance()
{
    if (NULL == m_Instance)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        if (NULL == m_Instance)
            m_Instance = new Singleton();
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    return m_Instance;
}

4 饿汉实现
因为饿汉实现本来就是线程安全的,不用加锁。

class CSingleton{
private:
    CSingleton(){}
    static CSingleton* m_Instance;

public:
    static CSingleton* getInstance(){
        return m_Instance;
    }
};
//create m_Instance
CSingleton* CSingleton::m_Instance = new CSingleton();

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