C++单例模式的几种实现方式 |21xrx.com

C++单例模式的几种实现方式

2023-07-04 18:37:27 深夜i -- --

C++ 单例模式实现方式

单例模式是设计模式中的一种，它的主要作用是保证一个类只有一个实例。在实际项目开发中，我们经常需要使用单例模式来管理全局变量、线程池、数据库连接等资源，以保证程序的运行效率和数据的可靠性。

在C++中，单例模式有多种实现方式，下面我们将介绍几种常用的实现方式：

1.饿汉式

饿汉式是最简单的单例实现方式，它的实现思想是利用静态变量的特点，在程序启动时即创建一个全局的实例对象。这种方式在多线程环境下可能会存在线程安全问题，需要在实现时进行加锁操作。


class Singleton{
public:
  static Singleton* getInstance()
    return &instance;
  
private:
  static Singleton instance;
  Singleton(){}
};
Singleton Singleton::instance;   //在类定义外部初始化静态成员变量
int main(){
  Singleton* s = Singleton::getInstance();
  return 0;
}

2.懒汉式

懒汉式是一种更为常见的单例实现方式，它的实现思想是在需要时再创建实例对象。在多线程环境下需要加锁，以保证线程安全。但是由于加锁开销较大，可能会影响程序的性能。


class Singleton{
public:
  static Singleton* getInstance(){
    if(instance == NULL){    //判断是否已经创建实例
      mutex.lock();      //加锁
      if(instance == NULL){
        instance = new Singleton();
      }
      mutex.unlock();     //解锁
    }
    return instance;
  }
private:
  static Singleton* instance;
  static std::mutex mutex;   //加锁保证线程安全
  Singleton(){}
};
Singleton* Singleton::instance = NULL;
std::mutex Singleton::mutex;   //初始化互斥锁
int main(){
  Singleton* s = Singleton::getInstance();
  return 0;
}

3.双检锁

双检锁是懒汉式的升级版，它利用两次判断的方式，以减少加锁的开销。在第一次判断时，若实例已经创建则无需加锁，直接返回实例对象；否则进行加锁操作，并在进入临界区后再次进行一次判断，以防止多次创建实例对象。


class Singleton{
public:
  static Singleton* getInstance(){
    if(instance == NULL){    //第一次判断
      mutex.lock();      //加锁
      if(instance == NULL){  //第二次判断
        instance = new Singleton();
      }
      mutex.unlock();     //解锁
    }
    return instance;
  }
private:
  static Singleton* instance;
  static std::mutex mutex;   //加锁保证线程安全
  Singleton(){}
};
Singleton* Singleton::instance = NULL;
std::mutex Singleton::mutex;   //初始化互斥锁
int main(){
  Singleton* s = Singleton::getInstance();
  return 0;
}

4.局部静态变量

局部静态变量是一种省去了手动进行内存管理操作的方法，它的实现方式是将实例对象定义在getInstance函数内部的静态变量中，可以避免在多线程环境下进行加锁解锁操作。


class Singleton{
public:
  static Singleton* getInstance()
    static Singleton instance;
    return &instance;
  
private:
  Singleton(){} 
};
int main(){
  Singleton* s = Singleton::getInstance();
  return 0;
}

总结：以上介绍了C++中单例模式的几种实现方式，每种方式都有自己的优缺点。在实际开发中，应根据具体情况选择合适的实现方式，以达到最优的性能和稳定性。同时，为了保证更好的代码可读性和可维护性，建议在实现单例模式时遵循相关的编程规范和设计原则。

上一篇: idea打包java可执行jar包

下一篇: OpenCV4NodeJS 教程：入门指南及实例教程

评论区

()

相似文章