三种单例模式转自博客:http://blog.csdn.net/q_l_s/article/details/52369065
小编想要对三种的单例模式做下解析
简介
因为在设计或开发中,肯定会有这么一种情况,一个类只能有一个对象被创建,如果有多个对象的话,可能会导致状态的混乱和不一致。这种情况下,单例模式是最恰当的解决办法。它有很多种实现方式,各自的特性不相同,使用的情形也不相同。今天要实现的是常用的三种,分别是饿汉式、懒汉式和多线程式。
通过单例模式, 可以做到:
1. 确保一个类只有一个实例被建立
2. 提供了一个对对象的全局访问指针
3. 在不影响单例类的客户端的情况下允许将来有多个实例
懒汉式
懒汉式的特点是延迟加载,比如配置文件,采用懒汉式的方法,顾名思义,懒汉么,很懒的,配置文件的实例直到用到的时候才会加载。。。。。。
class CSingleton
{
public:
static CSingleton* GetInstance()
{
if ( m_pInstance == NULL )
m_pInstance = new CSingleton();
return m_pInstance;
}
private:
CSingleton(){};
static CSingleton * m_pInstance;
};
GetInstance()使用懒惰初始化,也就是说它的返回值是当这个函数首次被访问时被创建的。这是一种防弹设计——所有GetInstance()之后的调用都返回相同实例的指针:
CSingleton* p1 = CSingleton :: GetInstance();
CSingleton* p2 = p1->GetInstance();
CSingleton & ref = * CSingleton :: GetInstance();
对GetInstance稍加修改,这个设计模板便可以适用于可变多实例情况,如一个类允许最多五个实例。
饿汉式
饿汉式的特点是一开始就加载了,如果说懒汉式是“时间换空间”,那么饿汉式就是“空间换时间”,因为一开始就创建了实例,所以每次用到的之后直接返回就好了。
class CSingleton
{
private:
CSingleton()
{
}
public:
static CSingleton * GetInstance()
{
static CSingleton instance;
return &instance;
}
};
在饿汉式的单例类中,其实有两个状态,单例未初始化和单例已经初始化。假设单例还未初始化,有两个线程同时调用GetInstance方法,这时执行 m_pInstance == NULL 肯定为真,然后两个线程都初始化一个单例,最后得到的指针并不是指向同一个地方,不满足单例类的定义了,所以饿汉式的写法会出现线程安全的问题!在多线程环境下,要对其进行修改。
多线程下的单例模式
这里要处理的是懒汉模式。
class Singleton
{
private:
static Singleton* m_instance;
Singleton(){}
public:
static Singleton* getInstance();
};
Singleton* Singleton::getInstance()
{
if(NULL == m_instance)
{
Lock();//借用其它类来实现,如boost
if(NULL == m_instance)
{
m_instance = new Singleton;
}
UnLock();
}
return m_instance;
}
使用double-check来保证thread safety.但是如果处理大量数据时,该锁才成为严重的性能瓶颈。
下面对文章中提到的进行下简单的总结和分析:
1.深入的理解下懒汉和恶汉
其实就是看定义的事静态成员对象变量还是静态成员对象指针变量,因为如果定义了静态成员对象变量,程序在运行之初已经分配了空间,就要调用构造函数了,而你在调用getinstance的时候,不会再调用够赞函数了,因为之前已经调用过了,你就是用的现成的,就是所谓的恶汉模式,上来先把吃的准备好了,因为饿怕了,怕后期准备会挨饿
而定义了静态成员对象指针变量,程序运行之初也会分配空间,但是那个是指针的空间,而不是对象的空间,所以不会调用对象的构造函数,而只有调用getinstance进行new操作的时候,才会对其调用构造函数,就是现上轿现扎耳朵眼,比较懒惰,所以叫懒汉模式。
这里我写了两个小例子,大家看到例子就更清楚了。在3中进行展示
2.文中有一处书写错误。
在饿汉式的单例类中,其实有两个状态,单例未初始化和单例已经初始化。假设单例还未初始化,有两个线程同时调用GetInstance方法,这时执行 m_pInstance == NULL 肯定为真,然后两个线程都初始化一个单例,最后得到的指针并不是指向同一个地方,不满足单例类的定义了,所以饿汉式的写法会出现线程安全的问题!在多线程环境下,要对其进行修改。
-----这里的恶汉应该改成懒汉
3.楼主写的恶汉代码有点问题,正常的代码应该是下面这样,和楼主的区别在于(楼主的代码是线程不安全的,因为静态的局部变量是在调用的时候分配到静态存储区,所以在编译的时候没有分配)
class CMsBsGPSInfoStart
{
public:
static CMsBsGPSInfoStart& GetInstance();
protected:
CMsBsGPSInfoStart();
~CMsBsGPSInfoStart();
private:
static CMsBsGPSInfoStart _instance;
private:
//CLock m_lkMsBsGPSInfoStartFlag;
bool m_bMsBsGPSInfoStartFlag; //
public:
bool GetMsBsGPSInfoStart();
bool SetMsBsGPSInfoStart(bool bIsStart);
};
CMsBsGPSInfoStart CMsBsGPSInfoStart::_instance;
CMsBsGPSInfoStart::CMsBsGPSInfoStart() : m_bMsBsGPSInfoStartFlag(false)
{
std::cout << "enter CMsBsGPSInfoStart::CMsBsGPSInfoStart() " << endl;
}
CMsBsGPSInfoStart::~CMsBsGPSInfoStart()
{
std::cout << "enter CMsBsGPSInfoStart::~CMsBsGPSInfoStart() " << endl;
}
CMsBsGPSInfoStart& CMsBsGPSInfoStart::GetInstance()
{
std::cout << "CMsBsGPSInfoStart::GetInstance()" << endl;
return _instance;
}
bool CMsBsGPSInfoStart::SetMsBsGPSInfoStart(bool bIsStart)
{
m_bMsBsGPSInfoStartFlag = bIsStart;
return true;
}
我在主函数中包含头文件 instancetest.h后,主函数里什么也没有做
#include"instancetest.h"
using namespace::std;
int main()
{
return 0;
}
直接生成exe进行调试
调试结果是:
这就证明在没有调用Getinstance的时候已经执行了构造函数。
恶汉模式的测试代码如下,大致代码如下:
class sun :public son
{
public:
~sun()
{
std::cout << "sun::~sun()";
}
public:
static sun * GetInstance();
private:
sun(int a, int b, int c, double m, int d);
static sun * m_instance;
};
#include"instance.h"
sun * sun::m_instance(NULL);
sun::sun(int a, int b, int c, double m, int d) :son(a, b, c, m, d)
{
std::cout << "sun::sun"<<endl;
}
sun * sun::GetInstance()
{
if (NULL == m_instance)
{
m_instance = new sun(5,6,7,8.2,10);
}
return m_instance;
}
然后主函数如下:
#include"instance.h"
//#include"instancetest.h"
using namespace::std;
int main()
{
sun * test = sun::GetInstance();
return 0;
}
运行结果如下所示:
这就是懒汉模式,用到的时候,才去调用,然后才会进行构造函数的调用,该模式下是线程不安全的。
4.对于楼主写的恶汉模式有问题的原因具体解释如下:
在程序执行到该对象的定义处时,创建对象并调用相应的构造函数!
如果在定义对象时没有提供初始指,则会暗中调用默认构造函数,如果没有默认构造函数,则自动初始化为0。
如果在定义对象时提供了初始值,则会暗中调用类型匹配的带参的构造函数(包括拷贝构造函数),如果没有定义这样的构造函数,编译器可能报错!
直到main()结束后才会调用析构函数!
作者:撒哈拉的水草
链接:https://www.zhihu.com/question/40693991/answer/87843670
来源:知乎
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