C++单例模式

1、教科书里的单例模式

简单的单例模式实现起来是很简单的：只需将类的构造函数声明为private或者protect防止被外部实例化，内部保存一个private static的类指针保存唯一的实例，实例动作由一个public的类方法代劳，该方法也返回单例的唯一实例。代码实现如下：

class CSignal
{
public: 
    static CSignal *getInstanc();
protected: 
    CSignal(){};
private: 
    static CSignal *m_pInstance;
}

CSignal *CSignal::m_pInstance = NULL;

CSignal *CSiganl::getInstance()
{ 
    if(m_pInstance == NULL) 
    { 
         m_pInstance = new CSignal(); 
    } 
    return m_pInstance;
}

这是单例模式的简单实现，简单易懂，但是这不是一个完美的实现，这个方法不是线程安全的，当有两个线程同时首次调用getInstance方法且同时检测到m_pInstance的值是NULL，这两个线程就会同时构造一个实例m_pInstance，这是个严重的错误，同时，这也不是单例的唯一实现！

2、懒汉与恶汉

单例的实现大体上有两种实现方法：懒汉实现与饿汉实现。

懒汉：一个字就是懒，不到万不得已的时候不会去实例化类，也就是说第一次用到类实例的时候才会去实例化，所以上边的教科书式的写法属于懒汉实现；

饿汉：饿了就要吃东西，而且是饥不择食，所以饿汉实现就是在单例类定义的时候就进行实例化。

两种实现模式的特点与选择：

由于要进行线程同步，所以访问量比较大，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。在访问量较小的时候，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，最直观的方法就是枷锁。

方法1：加锁的经典懒汉实现：

class CSignal
{
public:
    static pthread_mutex_t mutex; 
    static CSignal *getInstanc();
protected: 
    CSignal() 
    { 
         pthread_mutex_init(&mutex); 
    };
private: 
    static CSignal *m_pInstance;
}

CSignal*CSignal::m_pInstance=NULL;
CSignal *CSiganl::getInstance()
{ 
    if(m_pInstance == NULL) 
    {
         pthread_mutex_lock(&mutex);
         if(m_pInstance == NULL)
         {
              m_pInstance = new CSignal();
         }
         pthread_mutex_unlock(&mutex)
    }
return m_pInstance;
}

方法2：内部静态变量的懒汉实现

这个方法实现起来也很容易，在instance函数里定义一个静态实例，也可保证拥有唯一实例，在返回时只需要返回其指针就可以了。推荐使用这种方法，真的很简单，也很好用。实现代码如下：

class CSignal
{
public:
    static pthread_mutex_init(&mutex);
    static CSignal *getInstance();
    int a;
protected:
    CSignal()
    {
        pthread_mutex_init(&mutex);
    };
}

pthread_mutex_t signal::mutex;
CSignal *CSiganl::getInstance()
{
    ptread_mutex_lock(&mutex);
    static CSignal m_pInstance;
    ptread_mutex_unlock(&mutex);
    return &m_pInstance;
}

4、饿汉实现

饿汉实现是线程安全的，不用加锁，这种就是用空间换取时间，多线程可以使用这种实现。代码如下：

class CSignal
{
public:
    static CSignal *getInstance();
protected:
    CSignal(){};
private:
    static CSignal *m_pInstance;
}

CSignal *CSignal::m_pInstance = new CSignal;

CSignal *CSiganl::getInstance()
{
    return m_pInstance;
}

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