什麼是單例模式
單例模式是一種常用的軟件設計模式。在它的核心結構中只包含一個被稱爲單例的特殊類。通過單例模式可以保證系統中，應用該模式的一個類只有一個實例。即一個類只有一個對象實例。
單例模式的實現
實現單例模式一般有兩種方式：餓漢模式和懶漢模式。
餓漢模式
我們用一個洗碗的例子來解釋餓漢模式和懶漢模式。
現在有餓漢和一個髒了的碗，餓漢希望下次想吃飯的時候能直接盛飯吃，所以他就先把碗先洗好，這樣隨時都有乾淨的碗可以用。
同樣，我們在程序運行之初就將對象創建好，就是說不管你將來用不用，程序啓動時就創建一個唯一的實例對象。這樣程序運行中想要調用這個實例時都可以直接使用。
結合上面的思想，我們想在程序運行之初就要設置好這個實例，很自然的，我們就想到了靜態變量。再將構造函數/拷貝構造函數/賦值運算符重載統統禁掉（設置成私有，類外就無法調用了），就能保證實例不會通過別的方式創建。
然後我們再定義一個函數，這個函數返回單例的地址，就能保證我們能操作同一個單例了。（注意，這個函數必須設置成靜態的，倘若不設置成靜態的，那麼我們只有創建了對象才能調他，但是我們的初衷又是不要通過別的方式創建對象，這就成了先有雞還是先有蛋的問題了）。
class Hungry
{
public:
static Hungry* GetInstance()//對外提供一個靜態的成員函數，返回我們的單例
{
return &onlyInstance;
}
private:
static Hungry onlyInstance;//定義一個靜態的實例
private://將其他可能產生實例的函數都弄成私有，設置爲刪除函數是C++11的新寫法
Hungry() {};
Hungry(const Hungry&) = delete;
Hungry& operator=(const Hungry&) = delete;
};
Hungry Hungry::onlyInstance;//單例別忘了類外初始化
int main()
{
Hungry* a = Hungry::GetInstance();
}
餓漢模式的優點：
- 簡單
- 因爲我們在程序啓動時就設置好了單例，所以餓漢模式是線程安全的。
餓漢模式的缺點：
- 會拖慢程序啓動的速度。
- 如果有多個單例類對象實例啓動順序不確定。
懶漢模式
懶漢和餓漢不一樣，他看了一眼髒的碗，內心沒有絲毫波動，根本不想洗碗。等他餓了的時候，才慢吞吞的去把碗洗了，才盛飯。
那對應到程序中,只有我們首次想要使用單例的時候，纔去創建單例，這就是懶漢模式。
如果單例對象構造十分耗時或者佔用很多資源，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，那麼也要在程序一開始就進行初始化，就會導致程序啓動時非常的緩慢。 所以這種情況使用懶漢模式（延遲加載）更好.
#include<iostream>
#include<mutex>
#include<thread>
using namespace std;
class Lazy
{
public:
class gc//內嵌垃圾回收類
{
public:
~gc()
{
if (Lazy::OnlyInstance)
delete Lazy::OnlyInstance;
}
};
static gc g;//定義一個靜態成員變量，程序結束時，系統會自動調用它的析構函數從而釋放單例對象
static Lazy* GetInstance()//返回單例
{
if (OnlyInstance == nullptr)
{
m_mutex.lock();
if (OnlyInstance == nullptr)//？爲什麼要雙層檢查
{
OnlyInstance = new Lazy();
}
m_mutex.unlock();
}
return OnlyInstance;
}
private:
static Lazy* OnlyInstance;//單例指針
static mutex m_mutex;//互斥量
private:
Lazy() {};
Lazy(const Lazy&) {};
Lazy& operator=(const Lazy&) {};
};
Lazy* Lazy::OnlyInstance = nullptr;//初始化
mutex Lazy::m_mutex;
Lazy::gc g;
在懶漢模式中，我們用一個靜態的指針變量來指向我們的單例，靜態指針的初始化讓我們在程序啓動上沒有太大的壓力。定義一個GetInstance接口，返回單例指針。
要注意，因爲懶漢模式的單例是有需要纔去創建的，所以在首次創建實例要考慮到線程安全的問題。
static Lazy* GetInstance()//返回單例
{
if (OnlyInstance == nullptr) //1
{
m_mutex.lock();
if (OnlyInstance == nullptr) //2
{
OnlyInstance = new Lazy();
}
m_mutex.unlock();
}
return OnlyInstance;
}
當兩個線程並行執行的時候，可能他們都判斷實例未被創建，所以實例就會創建多個。就不滿足單例模式的特性了。
要想讓懶漢模式變得線程安全，那隻要將對公共資源的操作原子化就可以了。而我們熟悉的方式就是加鎖。加鎖的步驟很簡單，這裏只說雙重檢查的原因
我們看上面的代碼，發現在1，2兩處都加了檢查機制，爲什麼要兩層檢查呢？
首先說第一層檢查：
當一個線程運行到第一層檢查，如果發現實例已經創建，就直接返回。
如果沒有創建則通過第一層檢查。
進入第一層檢查後，我們讓各個線程競爭鎖，競爭到鎖的線程（我們用A表示）來進行第二層檢查
第二層檢查：
當線程A獲取鎖後，再次判斷，如果實例仍未被創建，則創建實例。如果實例已經被創建，那麼就是上次拿到鎖的線程（B）創建了實例（B創建的時候A一直阻塞在獲得鎖的地方，A並不知道B先於他獲得了鎖，如果不再次判斷，那麼仍然有可能創建多個實例）。返回即可。
懶漢模式的優點：
- 第一次要使用單例的時候纔去創建， 進程啓動的時候無負載。
- 多個單例啓動順序可以自由控制多個單例啓動順序可以自由控制
缺點：
- 代碼複雜
- 需要考慮線程安全，由用戶加鎖