单例模式是为了解决唯一对象实例问题而提出来的,许多时候整个系统只需要拥有一个全局对象,这样有利于我们协调系统整体的行为。比如在某个服务器程序中,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。或者像是一个系统的管理员,由唯一一个管理员来管理各种数据的存取等。

实现单例模式的思路是:一个类能返回对象一个引用(永远是同一个)和一个获得该实例的方法(必须是静态方法,通常使用getInstance这个名称);当我们调用这个方法时,如果类持有的引用不为空就返回这个引用,如果类保持的引用为空就创建该类的实例并将实例的引用赋予该类保持的引用;同时我们还将该类的构造函数定义为私有方法,这样其他处的代码就无法通过调用该类的构造函数来实例化该类的对象,只有通过该类提供的静态方法来得到该类的唯一实例。

在处理单例模式的时候,我们需要注意的是在多线程状态的时候,因为如果当唯一实例尚未创建时,有两个线程同时调用创建方法,那么它们同时没有检测到唯一实例的存在,从而同时各自创建了一个实例,这样就有两个实例被构造出来,从而违反了单例模式中实例唯一的原则。

在一般情况下,我们是不需要用到多线程的,在单线程下的单例模式比较简单。代码如下:

 ///Singleton.h

 #ifndef SINGLETON_H
#define SINGLETON_H class Singleton {
public:
~Singleton();
static Singleton* getInstance();
protected:
Singleton();
private:
static Singleton* instance;
};
#endif
 //Singleton.cpp

 #include "Singleton.h"
#include <iostream> using namespace std; Singleton::Singleton() {
cout << "Singleton..." << endl;
}
Singleton::~Singleton() {
cout << "~Singleton..." << endl;
} Singleton* Singleton::instance = NULL; Singleton* Singleton::getInstance() {
if (instance == NULL)
instance = new Singleton(); return instance;
}

下面我们来看看多线程,在高并发的环境下,上面的代码是不安全的,在高并发环境中,getInstance()方法可能返回多个指向不同的该类实例,如下图所示:

如果这两个线程按照上述的步骤来执行,不难看出,在时刻1和时刻2,由于还没有创建单例对象,Thread1和Theread2都会进入创建单例莫斯的代码块分别创建实例。在时刻3,Thread1创建了一个单例对象,但此时Thread2已经无法知道,它仍然会继续创建一个新的实例对象。于是这两个线程持有的实例并非为同一个。更为糟糕的是,在没有自动回收机制的语言平台如C++上运行这样的单例模式,因为我们认为创建了一个单例实例,忽略了其他线程所产生的对象,不会手动地去回收它们,会引起内存泄漏。因此我们要使用锁来保证只产生一个实例。

使用double-check来保证thread safety.但是如果处理大量数据时,该锁会成为严重的性能瓶颈。这种方法被称为懒汉模式。

 class Singleton
{
public:
static Singleton* getInstance();
protected:
Singleton();
private:
static Singleton* instance;
}; Singleton* Singleton::m_instance = NULL; Singleton::Singleton() { } 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;
}

还有一种方法,被称为饿汉模式,即无论是否调用该类的实例,在程序开始时就会产生一个该类的实例,并在以后仅返回此实例。

由静态初始化实例保证其线程安全性,因为静态实例初始化在程序开始时进入主函数之前就由主线程以单线程方式完成了初始化,不必担心多线程问题。故在性能需求较高时,应使用这种模式可以避免频繁的锁争夺。

 class Singleton
{
public:
static Singleton* getInstance() {
return m_instance;
} private:
static const Singleton* m_instance;
Singleton(){}
}; const Singleton* Singleton::m_instance = new Singleton;

c++设计模式系列----单例模式(Singleton模式的更多相关文章

  1. 设计模式之单例模式——Singleton

                        设计模式之单例模式--Singleton 设计意图: 保证类仅有一个实例,并且可以供应用程序全局使用.为了保证这一点,就需要这个类自己创建自己的对象,并且对外有 ...

  2. 设计模式(4) -- 单例模式(Singleton)

    设计模式(4)  -- 单例模式(Singleton) 试想一个读取配置文件的需求,创建完读取类后通过New一个类的实例来读取配置文件的内容,在系统运行期间,系统中会存在很多个该类的实例对象,也就是说 ...

  3. 乐在其中设计模式(C#) - 单例模式(Singleton Pattern)

    原文:乐在其中设计模式(C#) - 单例模式(Singleton Pattern) [索引页][源码下载] 乐在其中设计模式(C#) - 单例模式(Singleton Pattern) 作者:weba ...

  4. 【设计模式】单例模式-Singleton

    [设计模式]单例模式-SingletonEnsure a class has only one instance, and provide a global point to access of it ...

  5. 设计模式之——单例模式(Singleton)的常见应用场景

    单例模式(Singleton)也叫单态模式,是设计模式中最为简单的一种模式,甚至有些模式大师都不称其为模式,称其为一种实现技巧,因为设计模式讲究对象之间的关系的抽象,而单例模式只有自己一个对象,也因此 ...

  6. [js高手之路]设计模式系列课程-组合模式+寄生组合继承实战新闻列表

    所谓组合模式,就是把一堆结构分解出来,组成在一起,现实中很多这样的例子,如: 1.肯德基套餐就是一种组合模式, 比如鸡腿堡套餐,一般是是由一个鸡腿堡,一包薯条,一杯可乐等组成的 2.组装的台式机同理, ...

  7. Java设计模式系列-抽象工厂模式

    原创文章,转载请标注出处:https://www.cnblogs.com/V1haoge/p/10755412.html 一.概述 抽象工厂模式是对工厂方法模式的再升级,但是二者面对的场景稍显差别. ...

  8. Java设计模式系列-工厂方法模式

    原创文章,转载请标注出处:<Java设计模式系列-工厂方法模式> 一.概述 工厂,就是生产产品的地方. 在Java设计模式中使用工厂的概念,那就是生成对象的地方了. 本来直接就能创建的对象 ...

  9. Java设计模式系列-装饰器模式

    原创文章,转载请标注出处:<Java设计模式系列-装饰器模式> 一.概述 装饰器模式作用是针对目标方法进行增强,提供新的功能或者额外的功能. 不同于适配器模式和桥接模式,装饰器模式涉及的是 ...

  10. 设计模式一: 单例模式(Singleton)

    简介 单例模式是属于创建型模式的一种(另外两种分别是结构型模式,行为型模式).是设计模式中最为简单的一种. 英文单词Singleton的数学含义是"有且仅有一个元素的集合". 从实 ...

随机推荐

  1. 【bzoj5089】最大连续子段和 分块+单调栈维护凸包

    题目描述 给出一个长度为 n 的序列,要求支持如下两种操作: A  l  r  x :将 [l,r] 区间内的所有数加上 x : Q  l  r : 询问 [l,r] 区间的最大连续子段和. 其中,一 ...

  2. CF997B Roman Digits

    题意翻译 给你一棵树,每次挑选这棵树的两个叶子,加上他们之间的边数(距离),然后将其中一个点去掉,问你边数(距离)之和最大可以是多少. 题目描述 You are given an unweighted ...

  3. Android Intent Action 一览表

    String ADD_SHORTCUT_ACTION 动作:在系统中添加一个快捷方式.. "android.intent.action.ADD_SHORTCUT" String A ...

  4. [Leetcode] single number ii 找单个数

    Given an array of integers, every element appears three times except for one. Find that single one. ...

  5. Python3简单入门

    在Mac和Linux上运行Python时,请打开终端,然后运行python3 Mac OSX 正确地同时安装Python 2.7 和Python3:  http://www.jianshu.com/p ...

  6. 四连测Day1

    题目:链接: https://pan.baidu.com/s/163ycV64ioy7uML7AvRDTGw 密码: p86i T1: 倍增求LCA,minn数组记录最小值 #include<i ...

  7. python 多线程实现

    多线程和多进程是什么自行google补脑 对于python 多线程的理解,我花了很长时间,搜索的大部份文章都不够通俗易懂.所以,这里力图用简单的例子,让你对多线程有个初步的认识. 单线程 在好些年前的 ...

  8. 在Linux系统的服务器上使用Memtester进行内存压力测试

    最近要测试一台机器的整体性能情况,就在google搜索一番,发现这个一个小工具,说是可以进行内存的压力测试,Memtester主要是捕获内存错误和一直处于很高或者很低的坏位, 其测试的主要项目有随机值 ...

  9. sub-G 无线芯片基础知识

    1.典型无线收发机编码 2.前导码的作用是使接收机的时钟和发射机同步(有待验证),如果接收机工作在WOR模式,前导码还有唤醒接收机的功能(接收一定数量的前导码),此时发射机必须发送较长的前导码才能把接 ...

  10. linux tar指定文件到指定目录

    项目需求:从远处拷贝压缩文件到本地后并解压,解压后的部分文件拷贝并重命名到其他目录 需求拆分:1.拷贝文件 2.解压文件 3.批量重命名 步骤一查看:http://www.cnblogs.com/dd ...