1、简单的单例模式实现
2、c++的构造函数不是线程安全的,所以上述代码在多线程的情况下是不安全的,原因是new singelton时,这句话不是原子的,比如一个线程执行了new的同时,另一个线程对if进行判断(此时实例还没被创建出来)。在windows下模拟:
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#include <iostream> #include <process.h> #include <windows.h> using namespace std; class singelton{ private : singelton(){ m_count ++; printf ( "singelton beginn" ); sleep(1000); // 加sleep为了放大效果 printf ( "singelton endn" ); } static singelton *single; public : static singelton *getsingelton(); static void print(); static int m_count; }; singelton *singelton::single = nullptr ; int singelton::m_count = 0; singelton *singelton::getsingelton(){ if (single == nullptr ){ single = new singelton; } return single; } void singelton::print(){ cout<<m_count<<endl; } // 回调函数 void threadfunc( void *p){ dword id = getcurrentthreadid(); // 获得线程id cout<<id<<endl; singelton::getsingelton()->print(); // 构造函数并获得实例,调用静态成员函数 } int main( int argc, const char * argv[]) { int threadnum = 3; handle threadhdl[100]; // 创建3个线程 for ( int i = 0; i<threadnum; i++){ threadhdl[i] = ( handle )_beginthread(threadfunc, 0, nullptr ); } // 让主进程等待所有的线程结束后再退出 for ( int i = 0; i<threadnum; i++){ waitforsingleobject(threadhdl[i], infinite); } cout<< "main" <<endl; // 验证主进程是否是最后退出 return 0; } |
运行结果:
该单例模式也称为懒汉式单例。
懒汉:故名思义,不到万不得已就不会去实例化类,也就是说在第一次用到类实例的时候才会去实例化。与之对应的是饿汉式单例。(注意,懒汉本身是线程不安全的,如上例子)
饿汉:饿了肯定要饥不择食。所以在单例类定义的时候就进行实例化。(本身就是线程安全的,如下例子)
关于如何选择懒汉和饿汉模式:
特点与选择:
懒汉:在访问量较小时,采用懒汉实现。这是以时间换空间。
饿汉:由于要进行线程同步,所以在访问量比较大,或者可能访问的线程比较多时,采用饿汉实现,可以实现更好的性能。这是以空间换时间。
3、饿汉式的单例实现
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#include <iostream> #include <process.h> #include <windows.h> using namespace std; class singelton{ private : singelton(){ m_count ++; printf ( "singelton beginn" ); sleep(1000); // 加sleep为了放大效果 printf ( "singelton endn" ); } static singelton *single; public : static singelton *getsingelton(); static void print(); static int m_count; }; // 饿汉模式的关键:初始化即实例化 singelton *singelton::single = new singelton; int singelton::m_count = 0; singelton *singelton::getsingelton(){ // 不再需要进行实例化 //if(single == nullptr){ // single = new singelton; //} return single; } void singelton::print(){ cout<<m_count<<endl; } // 回调函数 void threadfunc( void *p){ dword id = getcurrentthreadid(); // 获得线程id cout<<id<<endl; singelton::getsingelton()->print(); // 构造函数并获得实例,调用静态成员函数 } int main( int argc, const char * argv[]) { int threadnum = 3; handle threadhdl[100]; // 创建3个线程 for ( int i = 0; i<threadnum; i++){ threadhdl[i] = ( handle )_beginthread(threadfunc, 0, nullptr ); } // 让主进程等待所有的线程结束后再退出 for ( int i = 0; i<threadnum; i++){ waitforsingleobject(threadhdl[i], infinite); } cout<< "main" <<endl; // 验证主进程是否是最后退出 return 0; } |
运行结果:
4、线程安全的懒汉式单例的实现
饿汉式会提前浪费我们的内存空间以及资源,如果有项目中要求我们在使用到实例的时候再去实例化,则还是需要使用懒汉式。
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class singleton { protected : singleton() { // 初始化 pthread_mutex_init(&mutex); } private : static singleton* p; public : static pthread_mutex_t mutex; static singleton* initance(); }; pthread_mutex_t singleton::mutex; singleton* singleton::p = null; singleton* singleton::initance() { if (p == null) { // 加锁 pthread_mutex_lock(&mutex); if (p == null) p = new singleton(); pthread_mutex_unlock(&mutex); } return p; } |
需要注意的是:上面进行的两次if(p == null)的检查,因为当获得了实例之后,有了外层的判断之后,就不会再进入到内层判断,即不会再进行lock以及unlock的操作。
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