单例模式——创建独一无二的对象

1 概述

在我们的日常软件开发过程中，经常会发现某些对象在整个软件生命周期中，只需要创建一个实例，如果创建多个实例，可能导致许多问题出现，比如程序的行为异常、资源使用过量或者是不一致的结果等。像常见的线程池、缓存、对话框、日志对象、硬件设备的驱动程序等等，在整个软件运行过程中只需要创建一个对象，常见的解决思路是设置为全局变量，但全局变量不能保证只有一个实例被创建，尤其在多人合作开发的大型程序中，没有有效的沟通和约定，很容易导致问题。另一个问题是，有些对象并不是程序每次运行都会用到，如果程序一启动就创建所有的对象，会非常的耗费系统的资源，在资源有限的情况下，会导致整个程序运行异常。上述问题，通过单例模式就能很好的解决。单例模式给对象提供了一个统一的全局访问点，确保只有一个实例被创建，并且可以实现仅在需要使用的时候才去创建，避免了非必要的创建，从而避免了资源的浪费。单例模式有全局变量的功能，又没有全局变量的缺点。

2 实现原理

要想阻止外部随意创建对象，首先需将类的构造函数设为私有，这样外部就不能进行对象的创建。同时类内部提供一个静态的获取对象的函数，外部通过这个静态函数进行对象的获取。

这种方式是单例模式的最简单实现，这种简单方式存在一个问题，如果有多个线程同时调用getInstance()函数，可能会导致创建多个对象，避免这种现象的方式给getInstance()函数加锁，保证一次只能有一个线程访问这段代码。

在C++中还有另外一种简洁模式实现此功能，就是使用局部静态变量的方式。局部静态变量在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化，并且局部静态变量初始化只会执行一次。

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