单例模式—懒汉和饿汉

一、什么是单例模式？

顾名思义，一个类只能创建一个对象，该模式可以保证系统中该类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点，该实例被所有程序模块共享。比如在某个服务器中，该服务器的配置信息存放在一个文件中，这些配置数据由一个单例对象统一读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息，这种方式简化了在复杂环境下的配置管理。

二、怎么实现？

既然只能创建一个类，那就将该类的构造函数私有化，并且将拷贝构造函数和赋值函数封锁住，在类里面提供一个获取该唯一对象的接口。(设置为静态保证只有一个对象)

三、饿汉模式：不管将来用不用，程序启动时就创建一个唯一的实例对象。

特点：简单；但可能会导致进程启动慢，且如果有多个单例类对象实例启动顺序不确定。

//饿汉模式
class Singleton
{
public:
	static Singleton* Getinstance()
	{
		return &_instance;
	}
	void Print()
	{
		cout << "StackType::Print()" << endl;
	}

private:
	Singleton()
	{}
	//赋值运算符重载 防拷贝
	Singleton(const Singleton&) = delete;
	Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

	static Singleton _instance;
};
Singleton Singleton::_instance;
int main()
{
	Singleton* singleton2 = Singleton::Getinstance();
	singleton2->Print();

	return 0;
}

四、懒汉模式：
如果单例对象构造十分耗时或者占用很多资源，比如加载插件啊，初始化网络连接啊，读取文件啊等等，而有可能该对象程序运行时不会用到，那么也要在程序一开始就进行初始化，就会导致程序启动时非常的缓慢。所以这种情况使用懒汉模式，在使用的时候再去创建这个对象。

特点：复杂，第一次使用实例对象时，创建对象。进程启动无负载。多个单例实例启动顺序自由控制。

#include <mutex>
class Singleton
{
public:
	static Singleton* GetInstance()
    {
		// double check为了创建好以后不用锁的消耗
		if (_spInstance == nullptr)//其他线程并发来时还要串行
		{
			//t1 t2
			_smtx.lock();

			if (_spInstance == nullptr)
			{
				_spInstance = new Singleton;//再main函数结束以后delete
			}

			_smtx.unlock();

		}

		return _spInstance;
	}

private:
	Singleton()
	{
		cout << "Singleton()" << endl;
	}

	~Singleton()
	{
		// close
		cout << "~Singleton()" << endl;
	}

	//// 防拷贝 C++98
	//Singleton(const Singleton&);
	//Singleton& operator=(const Singleton&);

	// 防拷贝 C++11
	Singleton(const Singleton&) = delete;
	Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

	static Singleton* _spInstance;
	static mutex _smtx;
};

mutex Singleton::_smtx;
Singleton* Singleton::_spInstance = nullptr;

五、懒汉和饿汉的比较：

1.饿汉是空间换时间：不管用不用，当类创建时就会创建类实例，然后调用的时候，就不需要再判断了，节省了运行时间。

懒汉是时间换空间：用的时候在创建，就是每次获取实例都会进行判断，看是否需要创建实例，浪费的时间。但如果没有人使用的话，那就不会创建节约空间。

2.饿汉是线程安全的，但是懒汉如果不加锁的情况就不是线程安全的。

懒汉通过double check保证了效率和线程安全。

1>如果是这样：当线程t1、t2同时来获取该对象，t1判断对象不为空正准备创建对象但是还没有创建，这时候t2也来了判断对象为空也去创建对象，这样就会创建多个对象有线程安全问题，因此需要加锁。

    static Singleton* GetInstance()
	{
			if (_spInstance == nullptr)
			{
				_spInstance = new Singleton;
			}
	}

2>如果是这样：加锁后线程安全问题得到解决，但会产生效率问题。当唯一实例已经创建好，这时并发来了n个线程，那么n-1个线程都会被锁住，然后一个一个的加锁解锁判断，锁是有消耗的，其实这是不必要的，因此在外层可以再次判断一次。

    static Singleton* GetInstance()
	{
		_smtx.lock();
		if (_spInstance == nullptr)
		{
			_spInstance = new Singleton;
		}
		_smtx.unlock();

	}

3>这样就是一个安全且高效的懒汉了。

	static Singleton* GetInstance()
	{
		// double check为了创建好以后不用锁的消耗
		if (_spInstance == nullptr)//其他线程并发来时还要串行
		{
			_smtx.lock();
			if (_spInstance == nullptr)
			{
				_spInstance = new Singleton;
			}
			_smtx.unlock();
	}

单例模式—懒汉和饿汉

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