饿汉模式

饿汉模式是指类在加载时候就创建单例的对象。

// singleton.h
#ifndef __SINGLETON_H__
#define __SINGLETON_H__class Singleton {public:static Singleton* getInstance() {return instance;}   private:static Singleton* instance;
};
#endif// singleton.cpp
#include "singleton.h"
Singleton* Singleton::instance = new Singleton();

懒汉模式

懒汉模式是指在使用时候才创建单例的对象。获取实例的时候先判断实例是否为空，为空则创建实例并返回这个实例，否则返回已创建的实例。

// singleton.h
#ifndef __SINGLETON_H__
#define __SINGLETON_H__class Singleton {public:static Singleton* getInstance() {if (instance == nullptr) {instance = new Singleton();}return instance;}private:static Singleton* instance;
};
#endif// singleton.cpp
#include "singleton.h"
Singleton* Singleton::instance = new Singleton();

加锁的饿汉模式

了解多线程安全的同学很容易看出上述代码的问题：如果多个线程同时进入 getInstance() 时候，实例都为空的话，则各自都会创建实例。很容易想到的一个方法就是加锁保证线程安全。

// singleton.h
#ifndef __SINGLETON_H__
#define __SINGLETON_H__
#include <mutex>class Singleton {public:static Singleton* getInstance() {if (instance == nullptr) {m_mutex.lock();if (instance == nullptr) {instance = new Singleton();}m_mutex.unlock();}return instance;}private:static Singleton* instance;static std::mutex m_mutex;
};
#endif// singleton.cpp
#include "singleton.h"
Singleton* Singleton::instance = new Singleton();
std::mutex Singleton::m_mutex;

Meyers 单例模式

C++11 规定了 local static 在多线程条件下的初始化行为，要求编译器保证内部静态变量的线程安全性。

#ifndef __SINGLETON_H__
#define __SINGLETON_H__
#include <iostream>class Singleton {private:Singleton () {std::cout << "Singleton ()" << std::endl;}public:static Singleton& getInstance() {static Singleton instance;return instance;}
};
#endif

可以测试如下：

 #include "singleton.h"#include <iostream>#include <thread>int main() {for (int i = 0; i < 10; ++i) {std::thread([]() {std::cout << &Singleton::getInstance() << std::endl;}).join();}   std::cout << &Singleton::getInstance() << std::endl;}

输出如下：

Singleton ()
0x5588c5412153
0x5588c5412153
0x5588c5412153
0x5588c5412153
0x5588c5412153
0x5588c5412153
0x5588c5412153
0x5588c5412153
0x5588c5412153
0x5588c5412153
0x5588c5412153

此外，拷贝构造函数和拷贝赋值操作可以使用 delete 标记来阻止编译器自动生成。

参考：

《大话设计模式》
https://www.yuque.com/tomocat/txc11h/dq5xse

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