1 教科書里的單例模式

我們都很清楚一個(gè)簡單的單例模式該怎樣去實(shí)現(xiàn)：構(gòu)造函數(shù)聲明為private或protect防止被外部函數(shù)實(shí)例化，內(nèi)部保存一個(gè)private static的類指針保存唯一的實(shí)例，實(shí)例的動(dòng)作由一個(gè)public的類方法代勞，該方法也返回單例類唯一的實(shí)例。

上代碼：　

class singleton
{
protected:
  singleton(){}
private:
  static singleton* p;
public:
  static singleton* instance();
};
singleton* singleton::p = NULL;
singleton* singleton::instance()
{
  if (p == NULL)
    p = new singleton();
  return p;
}

這是一個(gè)很棒的實(shí)現(xiàn)，簡單易懂。但這是一個(gè)完美的實(shí)現(xiàn)嗎？不！該方法是線程不安全的，考慮兩個(gè)線程同時(shí)首次調(diào)用instance方法且同時(shí)檢測到p是NULL值，則兩個(gè)線程會(huì)同時(shí)構(gòu)造一個(gè)實(shí)例給p，這是嚴(yán)重的錯(cuò)誤！同時(shí)，這也不是單例的唯一實(shí)現(xiàn)！

2 懶漢與餓漢

單例大約有兩種實(shí)現(xiàn)方法：懶漢與餓漢。

懶漢：故名思義，不到萬不得已就不會(huì)去實(shí)例化類，也就是說在第一次用到類實(shí)例的時(shí)候才會(huì)去實(shí)例化，所以上邊的經(jīng)典方法被歸為懶漢實(shí)現(xiàn)；

餓漢：餓了肯定要饑不擇食。所以在單例類定義的時(shí)候就進(jìn)行實(shí)例化。

特點(diǎn)與選擇：

由于要進(jìn)行線程同步，所以在訪問量比較大，或者可能訪問的線程比較多時(shí)，采用餓漢實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)更好的性能。這是以空間換時(shí)間。

在訪問量較小時(shí)，采用懶漢實(shí)現(xiàn)。這是以時(shí)間換空間。

3 線程安全的懶漢實(shí)現(xiàn)

線程不安全，怎么辦呢？最直觀的方法：加鎖。

方法1：加鎖的經(jīng)典懶漢實(shí)現(xiàn)：

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

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

方法2：內(nèi)部靜態(tài)變量的懶漢實(shí)現(xiàn)

此方法也很容易實(shí)現(xiàn)，在instance函數(shù)里定義一個(gè)靜態(tài)的實(shí)例，也可以保證擁有唯一實(shí)例，在返回時(shí)只需要返回其指針就可以了。推薦這種實(shí)現(xiàn)方法，真得非常簡單。

class singleton
{
protected:
  singleton()
  {
    pthread_mutex_init(&mutex);
  }
public:
  static pthread_mutex_t mutex;
  static singleton* initance();
  int a;
};

pthread_mutex_t singleton::mutex;
singleton* singleton::initance()
{
  pthread_mutex_lock(&mutex);
  static singleton obj;
  pthread_mutex_unlock(&mutex);
  return &obj;
}

4 餓漢實(shí)現(xiàn)

為什么我不講“線程安全的餓漢實(shí)現(xiàn)”？因?yàn)轲I漢實(shí)現(xiàn)本來就是線程安全的，不用加鎖。為啥？自己想！

class singleton
{
protected:
  singleton()
  {}
private:
  static singleton* p;
public:
  static singleton* initance();
};
singleton* singleton::p = new singleton;
singleton* singleton::initance()
{
  return p;
}

是不是特別簡單呢？

以空間換時(shí)間，你說簡單不簡單？

面試的時(shí)候，線程安全的單例模式怎么寫？肯定怎么簡單怎么寫呀！餓漢模式反而最懶[正經(jīng)臉]！　

以上就是小編為大家?guī)淼睦仙Ｕ凜++的單例模式與線程安全單例模式(懶漢/餓漢)全部內(nèi)容了，希望大家多多支持腳本之家~

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