C++设计模式 - 单例模式（Singleton）

对象性能模式

面向对象很好地解决了"抽象”的问题，但是必不可免地要付出一定的代价。对于通常情况来讲,面向对象的成本大都可以忽略不计。但是某些情况,面向对象所带来的成本必须谨慎处理。

典型模式

Singleton
Flyweight

Singleton

单例模式其意图是：保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

为了防止外部类构造实例，需要将构造函数的访问权限标记为protected或private；
需要提供全局访问点，就需要在类中定义一个static函数，返回在类内部唯一构造的实例。

线程非安全版本

#include <iostream>class Singleton{private:Singleton(){std::cout<<"constructor called!"<<std::endl;}Singleton(Singleton&)=delete;Singleton& operator=(const Singleton&)=delete;static Singleton* m_instance_ptr;
public:~Singleton(){std::cout<<"destructor called!"<<std::endl;}static Singleton* get_instance(){if(m_instance_ptr==nullptr){m_instance_ptr = new Singleton;}return m_instance_ptr;}void use() const { std::cout << "in use" << std::endl; }
};Singleton* Singleton::m_instance_ptr = nullptr;int main(){Singleton* instance = Singleton::get_instance();Singleton* instance_2 = Singleton::get_instance();return 0;
}

线程安全版本，但锁的代价过高

#include <iostream>
#include <mutex>class Singleton
{private:Singleton(){std::cout << "constructor called!" << std::endl;}Singleton(Singleton &) = delete;Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;static Singleton *m_instance;static std::mutex m_mtx;public:~Singleton(){std::cout << "destructor called!" << std::endl;}static Singleton *get_instance(){std::lock_guard<std::mutex> lk{m_mtx};if (m_instance == nullptr){m_instance = new Singleton();}return m_instance;}
};Singleton *Singleton::m_instance = nullptr;
std::mutex Singleton::m_mtx;int main()
{Singleton *instance = Singleton::get_instance();Singleton *instance_2 = Singleton::get_instance();return 0;
}

双检查锁，但由于内存读写reorder不安全

#include <iostream>
#include <mutex>class Singleton
{private:Singleton(){std::cout << "constructor called!" << std::endl;}Singleton(Singleton &) = delete;Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;static Singleton *m_instance;static std::mutex m_mtx;public:~Singleton(){std::cout << "destructor called!" << std::endl;}static Singleton *get_instance(){if (m_instance == nullptr){std::lock_guard<std::mutex> lk{m_mtx};if (m_instance == nullptr){m_instance = new Singleton();}}return m_instance;}
};Singleton *Singleton::m_instance = nullptr;
std::mutex Singleton::m_mtx;int main()
{Singleton *instance = Singleton::get_instance();Singleton *instance_2 = Singleton::get_instance();return 0;
}

线程安全、内存安全的（智能指针，锁）

#include <iostream>
#include <memory>
#include <mutex>
class Singleton
{public:typedef std::shared_ptr<Singleton> Ptr;~Singleton(){std::cout << "destructor called!" << std::endl;}Singleton(Singleton &) = delete;Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;static Ptr get_instance(){if (m_instance_ptr == nullptr){std::lock_guard<std::mutex> lk(m_mutex);if (m_instance_ptr == nullptr){m_instance_ptr = std::shared_ptr<Singleton>(new Singleton);}}return m_instance_ptr;}private:Singleton(){std::cout << "constructor called!" << std::endl;}static Ptr m_instance_ptr;static std::mutex m_mutex;
};Singleton::Ptr Singleton::m_instance_ptr = nullptr;
std::mutex Singleton::m_mutex;int main()
{Singleton::Ptr instance = Singleton::get_instance();Singleton::Ptr instance2 = Singleton::get_instance();return 0;
}

使用静态局部变量安全又高效

#include <iostream>class Singleton
{public:~Singleton(){std::cout << "destructor called!" << std::endl;}Singleton(const Singleton &) = delete;Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;static Singleton &get_instance(){static Singleton instance;return instance;}private:Singleton(){std::cout << "constructor called!" << std::endl;}
};int main(int argc, char *argv[])
{Singleton &instance_1 = Singleton::get_instance();Singleton &instance_2 = Singleton::get_instance();return 0;
}

C++设计模式 - 单例模式（Singleton）相关推荐

Android设计模式——单例模式(Singleton)
二十三种设计模式分为三大类: 创建型模式,共五种:工厂方法模式.抽象工厂模式.单例模式.建造者模式.原型模式. 结构型模式,共七种:适配器模式.装饰器模式.代理模式.外观模式.桥接模式.组合模式.享元 ...
常见设计模式—单例模式(Singleton)
前言好久没写东西了,但是想着无论什么事还是要坚持自己初心要坚持的东西.写东西不能断! 对于常用的23种设计模式,这里笔者会根据自己学习和出现频率.重要程度进行学习记录吧.并且每种设计模式可能会根据暂 ...
C++设计模式--单例模式(Singleton)及单例通用模板
概述 C++中的单例模式应该是设计模式中最简单的了,在编码中常见到.那么,简单的总结下 C++中的单例模式写法,以及根据单例模式扩展后的一些写法,最后还有单例的通用模板,可用于快捷创建一个单例类. 单 ...
设计模式 -- 单例模式(Singleton)
写在前面的话:读书破万卷,编码如有神 -------------------------------------------------------------------- 主要内容包括: 初始单例 ...
设计模式——单例模式(Singleton)
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.--DP UML类图模式说明个人认为单例模式是所有设计模式中最为简单的一个模式,因为实现这个模式仅需一个类,而不像其他模式需要若干个类.这个模 ...
Python 设计模式: 单例模式(singleton pattern)
2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> 如果想在整个程序的运行过程中,某个类只有一个实例的话,可以通过单例模式来实现. 在 Python 中实现单例模式有很多种方式, ...
解读设计模式----单例模式(Singleton Pattern)
单例模式可以保证一个类有且只有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点.在程序设计中,有很多情况需要确保一个类只能有一个实例.从这句话可以看出,Singleton模式的核心:如何控制用户使用new对一个 ...
JAVA设计模式-单例模式(Singleton)线程安全与效率
一,前言单例模式详细大家都已经非常熟悉了,在文章单例模式的八种写法比较中,对单例模式的概念以及使用场景都做了很不错的说明.请在阅读本文之前,阅读一下这篇文章,因为本文就是按照这篇文章中的八种单例模式 ...
设计模式---单例模式Singleton
/*** 饿汉式* 类加载到内容后,就实例化一个实例,* JVM保证线程安全: JVM保证每一个Class只会load到内存一次,static关键字是在Class load到内存之后马上就行初始化,也 ...
趣谈设计模式 | 单例模式(Singleton) ：独一无二的对象
文章目录单例模式饿汉模式懒汉模式懒汉和饿汉的区别单例模式一个类只能创建一个对象,即单例模式,该模式可以保证系统中该类只有一个实例,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. ...

C++设计模式 - 单例模式（Singleton）

对象性能模式

典型模式

Singleton

线程非安全版本

线程安全版本，但锁的代价过高

双检查锁，但由于内存读写reorder不安全

线程安全、内存安全的（智能指针，锁）

使用静态局部变量安全又高效

C++设计模式 - 单例模式（Singleton）相关推荐

最新文章

热门文章