1. 单例模式使用的场景
在计算机中，有很多的设备比如说打印机，在打印一份文件时，只需要一个打印机工作，只要有一个打印机就可以完成这个文件的打印工作。相反的，如果系统中有多台打印机同时工作，会造成资源的浪费，也可能打出的文件是不完整的，此时就容易出现问题。
相同的，在一个类中，我们只需要有一个实例来完成它的工作就行了，此时就需要单例模式。
2. 单例模式实现的要求
要实现单例模式完成三个要点（1）只能生成一个实例，（2）这个实例必须由本类实现；（3）这个实例必须自己让系统看见自己；要实现此目的，我们需要做到三个要求：
（1）构造函数是私有的，将构造函数给成private，就不允许创建其他的对象（实例）；
（2）类定义中含有一个静态的私有的对象；
（3）提供一个静态的公有的函数来获取这个对象；
3. C++实现单例模式
（1）懒汉式
#include <iostream>
using namespace std;
class CSingleton
{
public:
static CSingleton* GetInstance()
{
if (pInstance == NULL) //判断是否第一次调用
{
pInstance = new CSingleton;
}
return pInstance;
}
void ReleaseInstance()
{
delete this;
}
private:
CSingleton()
{}
CSingleton(const CSingleton& instance);
~CSingleton()
{
pInstance = NULL;
}
private:
static CSingleton *pInstance;
};
上面这种方式存在很大的问题，它只能用于单线程，如果是多线程，这个程序就没有任何意义，因为两个线程可能同时执行创建对象函数，这时就相当于创建了两个实例。
（2）我们可以利用加锁实现多线程的单例模式
C++11的锁定义在头文件<mutex>中，包含了四种不同的互斥量。
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- Mutex: 提供了核心函数 lock() 和 unlock()，以及非阻塞方法的try_lock()方法，一旦互斥量不可用，该方法会立即返回。
- Recursive_mutex:允许在同一个线程中对一个互斥量的多次请求。
- Timed_mutex:同上面的mutex类似，但它还有另外两个方法 try_lock_for() 和 try_lock_until()，分别用于在某个时间段里或者某个时刻到达之间获取该互斥量。
- Recursive_timed_mutex: 结合了timed_mutex 和recuseive_mutex的使用。
我们利用lock()函数和 unlock（)函数实现代码：
#include <iostream>
using namespace std;
#include <mutex>
mutex g_lock;
class CSingleton
{
public:
static CSingleton* GetInstance()
{
if (pInstance == NULL)
{
g_lock.lock();
if (pInstance == NULL) //判断是否第一次调用
{
pInstance = new CSingleton;
}
g_lock.unlock();
}
return pInstance;
}
void ReleaseInstance()
{
delete this;
}
private:
CSingleton()
{}
CSingleton(const CSingleton& instance);
~CSingleton()
{
pInstance = NULL;
}
private:
static CSingleton *pInstance;
};
在这种方式下，只有pInstance为空时即没有创建时，需要加锁操作，当pInstance创建出来时，就不需要进行加锁操作，因为加锁操作的效率很慢并且耗费资源。这样做不仅可以实现多线程的操作，也提高了效率。