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C++單例模式的懶漢模式和餓漢模式詳解

更新時(shí)間：2022年03月13日 14:29:52 作者：TABE_

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C++懶漢模式和餓漢模式，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能夠給你帶來(lái)幫助

懶漢模式

懶漢模式在第一次用到類(lèi)實(shí)例的時(shí)候才會(huì)去實(shí)例化，就是不到調(diào)用getInstance函數(shù)時(shí)，這個(gè)類(lèi)的對(duì)象是一直不存在的。懶漢本身是線程不安全的。

#include <iostream>
using namespace std;
class Singelton{
private:
    Singelton(){
        m_count ++;
        printf("Singelton begin\n");
        Sleep(1000);// 加sleep為了放大效果
        printf("Singelton end\n");
    }
    static Singelton *single;//定義一個(gè)唯一指向?qū)嵗闹羔?，并且是私有?
public:
    static Singelton *GetSingelton();//定義一個(gè)公有函數(shù)，可以獲取這個(gè)唯一實(shí)例
    static void print();
    static int m_count;
};
 //將唯一指向?qū)嵗闹羔槼跏蓟癁閚ullptr
Singelton *Singelton::single = nullptr;
int Singelton::m_count = 0;
Singelton *Singelton::GetSingelton(){
    if(single == nullptr){//判斷是不是第一次使用
        single = new Singelton;
    }
    return single;
}
void Singelton::print(){
    cout<<m_count<<endl;
}
int main()
{
	singleton* a1 = singleton::GetInstance();
	cout << a1 << endl;
	a1->print();
	singleton* a2 = singleton::GetInstance();
	cout << a2 << endl;
	a2->print();
	system("pause");
	return 0;
}

懶漢模式的singleton類(lèi)有以下特點(diǎn)：

1.他有一個(gè)指向唯一實(shí)例的靜態(tài)指針，并且是私有的。

2.它有一個(gè)公有的函數(shù)，可以獲取這個(gè)唯一的實(shí)例，并且在需要的時(shí)候創(chuàng)建該實(shí)例。

3.它的構(gòu)造函數(shù)是私有的，這樣就不能從別處創(chuàng)建該類(lèi)的實(shí)例。

餓漢模式

餓漢模式在單例類(lèi)定義的時(shí)候（即在main函數(shù)之前）就進(jìn)行實(shí)例化。因?yàn)閙ain函數(shù)執(zhí)行之前，全局作用域的類(lèi)成員靜態(tài)變量m_Instance已經(jīng)初始化，故沒(méi)有多線程的問(wèn)題。

#include <iostream>
#include <process.h>
#include <windows.h>
using namespace std;
class Singelton{
private:
    Singelton(){
        m_count ++;
        printf("Singelton begin\n");
        Sleep(1000);                            // 加sleep為了放大效果
        printf("Singelton end\n");
    }
    static Singelton *single;//定義一個(gè)唯一指向?qū)嵗闹羔槪⑶沂撬接械?
public:
    static Singelton *GetSingelton();//定義一個(gè)公有函數(shù)，可以獲取這個(gè)唯一實(shí)例
    static void print();
    static int m_count;
};
// 餓漢模式的關(guān)鍵：定義即實(shí)例化
Singelton *Singelton::single = new Singelton;
int Singelton::m_count = 0;
Singelton *Singelton::GetSingelton(){
    // 不再需要進(jìn)行實(shí)例化
    //if(single == nullptr){
    //    single = new Singelton;
    //}
    return single;
}
void Singelton::print(){
    cout<<m_count<<endl;
}
int main()
{
	cout << "we get the instance" << endl;
	singleton* a1 = singleton::getinstance();
	singleton* a2 = singleton::getinstance();
	singleton* a3 = singleton::getinstance();
	cout << "we destroy the instance" << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

線程安全的懶漢模式

在多線程環(huán)境下，懶漢模式的上述實(shí)現(xiàn)方式是不安全的，原因在于在判斷instance是否為空時(shí)，可能存在多個(gè)線程同時(shí)進(jìn)入if中，此時(shí)可能會(huì)實(shí)例化多個(gè)對(duì)象。于是出現(xiàn)了二重鎖的懶漢模式，實(shí)現(xiàn)代碼如下：

#include<iostream>
#include<mutex>
using namespace std;
/*單例模式：構(gòu)造函數(shù)私有化，對(duì)外提供一個(gè)接口*/
//線程安全的單例模式
class lhsingleClass {
public:
	static lhsingleClass* getinstance()
	{//雙重鎖模式
		if (instance == nullptr)
		{//先判斷是否為空，如果為空則進(jìn)入，不為空說(shuō)明已經(jīng)存在實(shí)例，直接返回
            //進(jìn)入后加鎖
			i_mutex.lock();
			if (instance == nullptr)
			{//再判斷一次，確保不會(huì)因?yàn)榧渔i期間多個(gè)線程同時(shí)進(jìn)入
				instance = new lhsingleClass();
			}
			i_mutex.unlock();//解鎖
		}
		return instance;
	}
private:
    static lhsingleClass* instance;
	static mutex i_mutex;//鎖
	lhsingleClass(){}
};
lhsingleClass* lhsingleClass::instance=nullptr;
mutex lhsingleClass::i_mutex;//類(lèi)外初始化
 
int main()
{
	lhsingleClass* lhsinglep5 = lhsingleClass::getinstance();
	lhsingleClass* lhsinglep6 = lhsingleClass::getinstance();
	cout << lhsinglep5 << endl;
	cout << lhsinglep6 << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

此代碼共進(jìn)行了兩次判斷：