单例类 C++

设计模式–单例模式

概念

单例模式是一种常用的软件设计模式。它的核心结构只包含一个被称为单例的特殊类。它的目的是保证一个类仅有一个实例,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。

应用场景

有一些对象只需要一个,如:对话框、系统日志、显卡等设备的驱动程序对象、一台PC连接一个键盘。

实现方式

1、将构造函数声明为private或者protect防止被外部函数实例化,内部保存一个private static的类指针保存唯一的实例,实例的动作有一个public的类方法实现。

class singleton   //实现单例模式的类
{
private:
	singleton(){}  //私有的构造函数
	static singleton* Instance;
public:
	static singleton* GetInstance()
	{
		if (Instance == NULL) //判断是否第一调用
			Instance = new singleton();
		return Instance;
	}
};

这种方式最大的问题在于,在多线程的情况下,当两个线程同时进行需要创建实例,并同时发现指针为NULL时,两个线程会同时构造一个实例给Instance,会发生错误。

2、为了解决这个问题,一般有两种方式
第一种:
在GetInstance函数里定义一个静态的实例,可以保证拥有唯一的实例,在返回是需要返回其指针即可。

class singleton   //实现单例模式的类
{
private:
	singleton() {}  //私有的构造函数
	
public:
	static singleton* GetInstance()
	{
		static singleton Instance;
		return &Instance;
	}
};

第二种:
获取与创建实例时,使用锁。实例创建好之后,在获取实例时不存在问题,因此为了保证效率。只有在第一次创建的时候进行加锁,当Instance不为空的时候就不需要进行加锁的操作。

class singleton   //实现单例模式的类
{
private:
	singleton(){}  //私有的构造函数
	static singleton* Instance;
	
public:
	static singleton* GetInstance()
	{
		if (Instance == NULL) //判断是否第一调用
		{ 
			Lock(); //表示上锁的函数
			if (Instance == NULL)
			{
				Instance = new singleton();
			}
			UnLock() //解锁函数
		}			
		return Instance;
	}
};

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