c++单例模式(线程安全,没有内存泄漏)



我们都很清楚一个简单的单例模式该怎样去实现:构造函数声明为private或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,实例的动作由一个public的类方法代劳,该方法也返回单例类唯一的实例。单例大约有两种实现方法:懒汉与饿汉。
懒汉:故名思义,不到万不得已就不会去实例化类,也就是说在第一次用到类实例的时候才会去实例化,节省内存。
饿汉:饿了肯定要饥不择食。所以在单例类定义的时候就进行实例化。浪费内存
特点与选择:
由于要进行线程同步,所以在访问量比较大,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。
在访问量较小时,采用懒汉实现。这是以时间换空间。
1.懒汉(线程不全,内存泄漏)
class singleton
{
private://protect也可以
static singleton* p;  
singleton(){}
public:
    static singleton* instance();
singleton* instance()
{
    if (p == NULL)
        p = new singleton();
    return p;
}
};


GetInstance()使用懒惰初始化,也就是说它的返回值是当这个函数首次被访问时被创建的。
这是一种防弹设计——所有GetInstance()之后的调用都返回相同实例的指针:但这是一个完美的实现吗?不!该方法是线程不安全的,考虑两个线程同时首次调用instance方法且同时检测到p是NULL值,则两个线程会同时构造一个实例给p,这是严重的错误!
而且new出来的东西没有析构,会内存泄漏。
线程不安全,怎么办呢?最直观的方法:加锁。
2.加锁的经典懒汉实现:(会内存泄露),没有析构函数,指针指向空间没删除。
class singleton

private:
static singleton* p; 
singleton()
    {
        pthread_mutex_init(&mutex);
    }
public:
    static pthread_mutex_t mutex;
    static singleton* initance();
singleton* initance()

   if (p == NULL) 
{
   pthread_mutex_lock(&mutex); 
      if (p == NULL) 
       {
           p = new singleton(); 
           pthread_mutex_unlock(&mutex); 
       } 
return p;
}
};


3.内部静态变量的懒汉实现(内存泄漏,拷贝有问题)
使用静态局部变量的方法来产生单例,需要注意的是,C++0X以后,要求编译器保证内部静态变量的线程安全性,因此在支持c++0X的编译器中这种方法可以产生线程安全的单例模式,然而在不支持c++0X的编译器中,这种方法无法得到保证。此方法也很容易实现,在instance函数里定义一个静态的实例,也可以保证拥有唯一实例,在返回时只需要返回其指针就可以了。
 使用局部静态变量,非常强大的方法,完全实现了单例的特性,而且代码量更少,也不用担心单例销毁的问题。但使用此种方法也会出现问题,当如下方法使用单例时问题来了,
Singleton singleton = Singleton :: GetInstance();
这么做就出现了一个类拷贝的问题,这就违背了单例的特性。产生这个问题原因在于:编译器会为类生成一个默认的构造函数,来支持类的拷贝。
 
class singleton
{
private:
    singleton()
    {
        pthread_mutex_init(&mutex);
    }
public:
    static pthread_mutex_t mutex;
    static singleton* initance();
singleton* initance()
{
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    static singleton obj;
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    return &obj;
}
};


4.饿汉实现(线程安全,会内存泄漏)
  为什么我不讲“线程安全的饿汉实现”?因为饿汉实现本来就是线程安全的,不用加锁! classloder机制避免了多线程的同步问题。(会内存泄漏),new的东西没释放
class singleton
{
private:
static singleton*p;  
singleton() {}
public:
static singleton* initance();
singleton* p = new singleton();//饿汉的体现,直接实例化,也就不存在线程不安全了。
singleton* initance()
{
    return p;
}
};


5.饿汉,线程安全,不会内存泄漏
class singleton
{
private:
static singleton*p;  
singleton() {}
~CSingleton()
  {
   if (p== NULL) { return ;}
   delete P;
   P = NULL;
   }
public:
    static singleton* initance();
    singleton* p = new singleton();//饿汉的体现,直接实例化,也就不存在线程不安全了。
    singleton* initance()
    {
      return p;
    }
};

 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
 

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