[c++]单例模式及线程安全（懒汉模式 饿汉模式）

一、基础的单例模式实现

1. 构造函数声明为 private 或 protect ，防止被外部函数实例化；
2. 内部保存一个 private static 的类指针保存唯一的实例；
3. 实例的动作由一个 public 的类方法如 getInstance( ) 完成，该方法也返回单例类唯一的实例。

• 具体实现

class singleton
{
protected:
    singleton(){}

private:
    static singleton* p;

public:
    static singleton* getInstance();

};

singleton* singleton::p = NULL;

singleton* singleton::getInstance()
{
    if (p == NULL)
        p = new singleton();
    return p;
}

看起来一切都很优雅，但是！该方法是线程不安全的，如果有两个线程同时首次调用getInstance()方法且同时检测到p是NULL值，则两个线程会同时构造一个实例给p，显然这是错误的。

 

二、懒汉模式与饿汉模式

1. 单例的两类实现方法

• 懒汉：在第一次用到类实例的时候才会去实例化，故上边的经典方法被归为懒汉实现；
• 饿汉：在单例类定义的时候就进行实例化。

2. 特点与选择：

• 以空间换时间：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。
• 以时间换空间：在访问量较小时，采用懒汉实现。

3. 饿汉模式实现：

class singleton
{
protected:
    singleton(){}

private:
    static singleton* p;

public:
    static singleton* getInstance();

};


singleton* singleton::p = new singleton; //单例类定义的时候就进行实例化

singleton* singleton::getInstance()
{
    return p;
}

4. 线程安全的懒汉模式实现

1. 加锁

   class singleton
   {
   protected:
       singleton()
       {
           pthread_mutex_init(&mutex);
       }
   
   private:
       static singleton* p;
   
   public:
       static pthread_mutex_t mutex;
       static singleton* getInstance();
   
   };
   
   pthread_mutex_t singleton::mutex;
   singleton* singleton::p = NULL;
   
   singleton* singleton::getInstance()
   {
       if (p == NULL)
       {
           pthread_mutex_lock(&mutex);
   
           if (p == NULL)
               p = new singleton();
   
           pthread_mutex_unlock(&mutex);
       }
       return p;
   }
   

    

2. 内部静态变量

   class singleton
   {
   protected:
       singleton()
       {
           pthread_mutex_init(&mutex);
       }
   
   public:
       static pthread_mutex_t mutex;
       static singleton* getInstance();
   
   };
   
   
   pthread_mutex_t singleton::mutex;
   
   singleton* singleton::getInstance()
   {
       pthread_mutex_lock(&mutex);
   
       static singleton obj;
   
       pthread_mutex_unlock(&mutex);
   
       return &obj;
   }

   此方法在 getInstance 函数里定义一个静态的实例，也可以保证拥有唯一实例，在返回时只需要返回其指针。