C++ 单例模式

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。
单例模式有3种实现方式：懒汉式、饿汉式和双重锁的形式。

懒汉：第一次用到类的实例的时候才回去实例化。
饿汉：单例类定义的时候就进行实例化。

一、 懒汉式
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。
代码如下：

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;
	}
};

缺点：这个实现在单线程下是正确的，但在多线程情况下，如果两个线程同时首次调用GetInstance方法且同时检测到Instance是NULL，则两个线程会同时构造一个实例给Instance，这样就会发生错误。

二、 改进的懒汉式（静态内部变量）
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。代码如下：

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;
	}
};

三、 改进的懒汉式（双重检查锁）
思路：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。代码如下：

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;
	}
};

四、 饿汉式
饿汉式的特点是：一开始就创建了实例，所以每次用到的之后直接返回。代码如下：

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()
	{
		return Instance;
	}
};