第21章单例模式

一单例模式

单例模式，保障一个类仅有一个实例，并提供一个访问他的全局访问点
通常我们可以让一个全局变量使得一个对象被访问，但它不能防止你实例化多个对象，一个最好的办法是，让类自身负责保存它的唯一实例，这个类可以保证没有其他实例可以被创建，并且它可以提供一个访问该实例的方法。

二注意：

使用单例模式，只能保证一个线程内对象不会被多次创建，而不能保证多线程的情况。因此，需要考虑多线程的话，就要用锁。

三 C++代码实现
在不考虑多线程时，单例模式实现的C++代码

// lesson2.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//

#include "pch.h"
#include <iostream>
using namespace std;



class Singleton
{
private:
    static Singleton* instance;
private:
    Singleton()  //构造方法让其private,这就堵死了外界利用new创建此类实例的可能
    {

    }
public:
    static Singleton* GetInstance()  //此方法是获得本类实例的唯一全局访问节点
    {
        if (instance == NULL)
        {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
};

Singleton* Singleton::instance = NULL;

int main()
{
    Singleton* s1 = Singleton::GetInstance();
    Singleton* s2 = Singleton::GetInstance();
    if (s1 == s2)  //比较两次实例化后对象的结果是实例相同
    {
        cout << "两个对象是相同的实例" << endl;
    }
    return 0;
}

上述代码：把类的构造方法改为私有，所有类都有构造方法，不编码则系统默认生成空的构造方法，若有显示定义的构造方法，默认的构造方法就会失效。这样对于外部代码，不能用new来实例化它，但是我们完全可以再写一个public方法，叫做GetInstance(),这个方法的目的就是返回一个实例，而在此方法中，去做是否有实例化的判断，如果没有实例化过，由调用private的构造方法new出这个实例，它可以调用是因为它们在同一个类中，private方法可以被调用。
多线程时的单例，使用双重锁定

#include "pch.h"
#include <iostream>
#include <WinSock2.h>
using namespace std;



class Singleton
{
private:
    static Singleton* instance;
    //临界区，防止多线程产生多个实例
    static CRITICAL_SECTION m_Sec;
private:
    Singleton()  //构造方法让其private,这就堵死了外界利用new创建此类实例的可能
    {

    }
public:
    static CRITICAL_SECTION* getlock()
    {
        return &m_Sec;
    }
    static Singleton* GetInstance()  //此方法是获得本类实例的唯一全局访问节点
    {
        //双重锁定
        if (NULL == instance)
        {
            EnterCriticalSection(&m_Sec);
            if (instance == NULL)
            {
                instance = new Singleton();
            }
            LeaveCriticalSection(&m_Sec);
        }
        return instance;
    }
};

Singleton* Singleton::instance = NULL;
CRITICAL_SECTION Singleton::m_Sec = CRITICAL_SECTION();

int main()
{
    //初始化临界区
    InitializeCriticalSection(Singleton::getlock());
    
    Singleton* s1 = Singleton::GetInstance();
    Singleton* s2 = Singleton::GetInstance();

    //删除临界区
    DeleteCriticalSection(Singleton::getlock());

    if (s1 == s2)  //比较两次实例化后对象的结果是实例相同
    {
        cout << "两个对象是相同的实例" << endl;
    }
    return 0;
}

使用双重锁的原因：
当instance为NULL并且同时有两个线程调用GetInstance()方法时，他们都将通过第一层的if(NULL == instance)的判断，然后由于lock机制，这两个线程则只有一个进入，另一个在外排队等候，必须要其中一个进入并出来后，另一个才能进入。而此时如果没有了第二重的instance是否为null的判断，则第一个线程创建了实例，而第二个线程还可以继续再创建新的实例，就达不到单例的目的了。
参考资料：
1 《大话设计模式》
2 https://blog.csdn.net/xiqingnian/article/details/41833033 大话设计模式C++实现-第21章-单例模式

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