C++單例模式的懶漢模式和餓漢模式詳解

更新時間：2022年03月13日 14:29:52 作者：TABE_

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

懶漢模式

懶漢模式在第一次用到類實例的時候才會去實例化，就是不到調(diào)用getInstance函數(shù)時，這個類的對象是一直不存在的。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;//定義一個唯一指向實例的指針，并且是私有的
public:
    static Singelton *GetSingelton();//定義一個公有函數(shù)，可以獲取這個唯一實例
    static void print();
    static int m_count;
};
 //將唯一指向實例的指針初始化為nullptr
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類有以下特點：

1.他有一個指向唯一實例的靜態(tài)指針，并且是私有的。

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

3.它的構造函數(shù)是私有的，這樣就不能從別處創(chuàng)建該類的實例。

餓漢模式

餓漢模式在單例類定義的時候（即在main函數(shù)之前）就進行實例化。因為main函數(shù)執(zhí)行之前，全局作用域的類成員靜態(tài)變量m_Instance已經(jīng)初始化，故沒有多線程的問題。

#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;//定義一個唯一指向實例的指針，并且是私有的
public:
    static Singelton *GetSingelton();//定義一個公有函數(shù)，可以獲取這個唯一實例
    static void print();
    static int m_count;
};
// 餓漢模式的關鍵：定義即實例化
Singelton *Singelton::single = new Singelton;
int Singelton::m_count = 0;
Singelton *Singelton::GetSingelton(){
    // 不再需要進行實例化
    //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，懶漢模式的上述實現(xiàn)方式是不安全的，原因在于在判斷instance是否為空時，可能存在多個線程同時進入if中，此時可能會實例化多個對象。于是出現(xiàn)了二重鎖的懶漢模式，實現(xiàn)代碼如下：

#include<iostream>
#include<mutex>
using namespace std;
/*單例模式：構造函數(shù)私有化，對外提供一個接口*/
//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，如果為空則進入，不為空說明已經(jīng)存在實例，直接返回
            //進入后加鎖
			i_mutex.lock();
			if (instance == nullptr)
			{//再判斷一次，確保不會因為加鎖期間多個線程同時進入
				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;
}

此代碼共進行了兩次判斷：