設計模式

??設計模式（Design Pattern）是一套被反復使用、多數人知曉的、經過分類的、代碼設計經驗的總結。使用設計模式的目的是為了代碼可重用性、讓代碼更容易被他人理去解、保證代碼可靠性。 設計模式使代碼編寫真正工程化；設計模式是軟件工程的基石脈絡，如同大廈的結構一樣。

單例模式

??一個類只能創建一個對象，即單例模式，該模式可以保證系統中該類只有一個實例，并提供一個訪問它的全局訪問點，該實例被所有程序模塊共享。比如在某個服務器程序中，該服務器的配置信息存放在一個文件中，這些配置數據由一個單例對象統一讀取，然后服務進程中的其他對象再通過這個單例對象獲取這些配置信息，這種方式簡化了在復雜環境下的配置管理。

餓漢模式

??餓漢模式就是在程序運行之前將所有的資源一次性創建好，在之后用的時候就會很方便。由于靜態的變量是在進入主函數之前就創建好了，所以要定義一個靜態變量，然后將構造函數和拷貝構造設置為私有的，拷貝構造函數要只聲明不定義，并在類中給出一個創建對象的靜態方法，這個靜態方法只能是引用返回，如果值返回，就會調用拷貝構造，但是拷貝構造調不了，即使可以調就會創建一個對象，這樣就和單例模式相沖突。雖然這種方式在程序運行之后不用再去創建資源，直接調用就可以，但是如果這份資源很大，那么程序就會啟動的很慢。

class Singleton { public:static Singleton* GetInstance(){return &p;}private://構造函數私有Singleton(){}//防止被拷貝Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete; private:static Singleton p; };Singleton Singleton::p;

??使用場景

??在多線程高并發環境下頻繁使用，性能要求較高，那么顯然使用餓漢模式來避免資源競
爭，提高響應速度更好。

懶漢模式

??實現過程：
??懶漢模式就是在需要的時候才會去創建 構造函數和拷貝構造函數都要設為私有的，同樣的在類中給出一個創建靜態的方法，并且在類中創建一個靜態的指針，在調用這個方法時如果這個靜態的指針是空的，就為這個指針new一個對象，返回去。如果是在多線程的環境中，就會出現多個線程同時去申請資源，這時候就要多線程中常用的加解鎖操作，如果每次都要先加鎖在檢測，這時候所有的線程都會阻塞在加鎖這里，等解鎖后才可以繼續操作，所以使用DCL雙檢鎖，這時如果有一個線程在進行加解鎖操作，另一個線程也過來了，這時候資源已經申請好了，這個后來的線程就可以直接返回，不用阻塞等待之前的線程。但是這樣的版本仍然是有問題的，如果線程A正在進行對象的的創建，線程B過來了，但是A現在只是申請了空間，還沒有進行實例化，但是B檢測到這個對象不為空，直接返回去使用，就會出問題，所以要將靜態對象加一個volatile來限定一下，告訴系統每次取變量里面的信息的時候不要從寄存器中取，要到內存里面取，這樣就禁止了編譯器對創建對象的次序進行優化（申請空間->構造對象->賦值—>申請空間->賦值->構造對象）。雖然改進了這么多，但是這個代碼還存在問題，那就是沒有釋放空間，可能會存在內存泄漏。如果要釋放，就要保證所有的線程已經用完了這份資源，但是不能在類中直接給出一個靜態的釋放函數，這樣有可能會忘記調用這個函數，最好的方法就是內嵌一個內部類來實現釋放。

#include <mutex> #include <thread>using namespace std;class Singleton1 { public:volatile Singleton1* GetInstance(){if (p == nullptr)//要采用DCL雙檢鎖，讓其他的線程可以不用等，直接返回。//這樣如果編譯器對代碼進行了優化，將創建對象的順序重新調整，直接返回就會出錯。{m_tex.lock();//如果這里只加這一個鎖，然后去判斷，其他線程會阻塞在這里等待解鎖。if (p == nullptr)p = new Singleton1;m_tex.unlock();}return p;}//在釋放資源的時候要保證所有線程已經將這份資源用完，但是不能直接在類中給出一個釋放資源的函數，有可能忘記調用這個函數//最好的方法是在類中內嵌一個類負責資源釋放class Clean{public:~Clean(){if (Singleton1::p){delete Singleton1::p;Singleton1::p = nullptr;}}};static Clean c;private:Singleton1(){}Singleton1(const Singleton1&) = delete;Singleton1& operator=(const Singleton1&) = delete; private:static Singleton1 volatile *p;static mutex m_tex; }; //為對象添加volatile關鍵字，告訴系統取變量里面的信息的時候從內從中取，這樣就禁止了編譯器對變量的創建順序進行優化 //但是這樣還不夠，就是沒有釋放空間，會造成內存泄漏。 volatile Singleton1* Singleton1::p = nullptr; mutex Singleton1::m_tex; Singleton1::Clean c;

??使用場景

??如果單例對象構造十分耗時或者占用很多資源，比如加載插件啊， 初始化網絡連接啊，讀取文件啊等等，而有可能該對象程序運行時不會用到，那么也要在程序一開始就進行初始化，就會導致程序啟動時非常的緩慢。 所以這種情況使用懶漢模式（延遲加載）更好。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的常见的设计模式--单例模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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