【设计模式—单例模式】

1. 单例模式

单例模式是一种创建型设计模式， 让你能够保证一个类只有一个实例， 并提供一个访问该实例的全局节点

2. 应用场景

• 资源共享：当多个对象需要共享同一个资源时，可以使用单例模式来保证只有一个对象拥有该资源，避免资源冲突。

• 对象的唯一性：有些对象在系统中只能存在一个实例，例如日志记录器、数据库连接池等。使用单例模式可以确保全局只有一个实例存在，方便统一管理和访问。

• 惰性初始化：某些对象的创建和初始化过程比较复杂，需要耗费较多的时间和资源。使用单例模式可以延迟对象的创建和初始化，只有在第一次使用时才进行，提高了系统的性能和效率。

• 控制对象的访问权限：通过单例模式，可以对对象的访问进行控制，只允许特定的对象访问，提高了系统的安全性。

上述应用场景通过gpt生成的：chatgpt

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3. 实现方法

• 将默认构造函数设置为私有，防止其他对象使用单例类的new运算符；
  • 如果在类中显式定义了一个带参数的构造函数，默认的无参构造函数不会被隐式生成；
• 新建一个静态构建方法作为构造函数，该函数调用私有构造函数来创建对象，保存在一个静态成员变量中，此后所有对于该函数的调用都返回这一缓存的对象；
• 通过锁来保证在线程安全性；

4. 线程安全实现单例模式

#ifndef __Singleton_H
#define __Singleton_H

#include 
#include 

class Singleton {
public:
    Singleton(Singleton& other) = delete;
    Singleton& operator=(Singleton& other) = delete;
    static Singleton* getInstance(const std::string& value);
    std::string getValue() const { return value; }
private:
    Singleton(const std::string value) : value(value) {};
    ~Singleton() {};

    static Singleton* singleton;
    static std::mutex mutex;
    std::string value;
};

Singleton* Singleton::singleton = nullptr;
std::mutex Singleton::mutex;
Singleton* Singleton::getInstance(const std::string& value) {
    if (singleton == nullptr) { // 减少获取锁的次数，提高性能和效率
        std::lock_guard lock(mutex);
        if (singleton == nullptr) {
            singleton = new Singleton(value);
        }
    }
    return singleton;
}

#endif

#include 
#include 
#include 
#include "Singleton.h"

void threadOOO() {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
    Singleton* singleton = Singleton::getInstance("OOO");
    std::cout << singleton->getValue() << "\n";
}

void threadXXX() {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
    Singleton* singleton = Singleton::getInstance("XXX");
    std::cout << singleton->getValue() << "\n";
}

int main() {
    std::thread t1(threadOOO);
    std::thread t2(threadXXX);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}