C++单例模式的实现

C++单例模式的实现

单例模式： 一个类有且只能有一个实例

• 饿汉模式：自动完成初始化并创建一个实例，但是浪费内存（空间换取时间）
• 懒汉模式：不初始化，线程不安全（时间换取空间）

下面是实现代码：

// 饿汉单例模式
// instance是静态变量，需要在全局初始化，这样就自动创建了一个实例(同时有且只能有一个)；
class Singleon {
private:
    Singleon(){count ++; cout << "Singleon()" << endl;}
    static Singleon* instance;
    static int count;
public:
    static Singleon* GetSingleon()
    {
        cout << count << endl;
        return instance;
    }
    static Singleon* Destory()
    {
        delete instance;
        instance = nullptr;
    }
};

Singleon* Singleon::instance = new Singleon();
int Singleon::count = 0;

int main() {
    Singleon* s1 = Singleon::GetSingleon();
    Singleon* s2 = Singleon::GetSingleon();
    cout << s1 << endl;
    cout << s2 << endl;
    return 0;
}

结果如下：

Singleon()
1
1
0x7fb0914029f0
0x7fb0914029f0  // 这里说明只有一个实例 

// 懒汉模式
class Singleon {
private:
    Singleon(){count ++; cout << "Singleon()" << endl;}
    static Singleon* instance;
    static int count;
public:
    static Singleon* GetSingleon()
    {
        if (instance == nullptr) {
            instance = new Singleon();
            cout << "init!" << endl;
        }
        else {
            cout << "already exist!" << endl;
        }
        return instance;
    }
    static Singleon* Destory()
    {
        delete instance;
        instance = nullptr;
    }
};

Singleon* Singleon::instance = nullptr;
int Singleon::count = 0;

int main() {
    Singleon* s1 = Singleon::GetSingleon();
    Singleon* s2 = Singleon::GetSingleon();
    cout << s1 << endl;
    cout << s2 << endl;
    return 0;
}

结果如下：

Singleon()
init!
already exist!
0x7fb0914029f0
0x7fb0914029f0 // 这里说明只有一个实例

为什么懒汉模式线程不安全？

• 因为懒汉单例通过if (istance == nullptr)判断是否已经存在一个实例，假设有两个线程a,b同时使用该单例，a在if判断后切换到线程b，这样就会创建两个实例话；就不满足单例模式
• 换言之，在多线程模式下，懒汉模式不是严格意义下的单例模式