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什么是设计模式
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设计模式代表了最佳实践，是软件开发过程中面临一般问题的解决方案。
设计模式是一套被反复使用、经过分类、代码设计总结的经验。
单例模式
单例模式也叫单件模式。Singleton是一个非常常用的设计模式，几乎所有稍微大一些的程序都会使用到它，所以构建一个线程安全并且高效的Singleton很重要。
1. 单例类保证全局只有一个唯一实例对象。
2. 单例类提供获取这个唯一实例的接口。
怎样设计一个单例模式
实现一（不考虑线程安全）
class Singleton
{
public:
// 获取唯一对象实例的接口函数
static Singleton* GetInstance()
{
if(_sInstance == NUL)
{
if (_sInstance == NULL)
{
_sInstance = new Singleton();
}
}
return _sInstance;
}
// 删除实例对象
static void DelInstance()
{
if (_sInstance)
{
delete _sInstance;
_sInstance = NULL;
}
}
void Print()
{
cout<<_data<Print();
Singleton::DelInstance();
}
实现二
线程安全的单例 -- （懒汉模式-- lazy loading）
ps: 下面部分的加锁使用了C++11库的互斥锁
class Singleton
{
public:
// 获取唯一对象实例的接口函数
static Singleton* GetInstance()
{
// 使用双重检查，提高效率，避免高并发场景下每次获取实例对象都进行加锁
if (_sInstance == NULL)
{
std::lock_guard lck(_mtx);
if (_sInstance == NULL)
{
// tmp = new Singleton()分为以下三个部分
// 1.分配空间 2.调用构造函数 3.赋值
// 编译器编译优化可能会把2和3进行指令重排，这样可能会导致
// 高并发场景下，其他线程获取到未调用构造函数初始化的对象
// 以下加入内存栅栏进行处理，防止编译器重排栅栏后面的赋值
// 到内存栅栏之前
Singleton* tmp = new Singleton();
MemoryBarrier();
_sInstance = tmp;
}
}
return _sInstance;
}
// 删除实例对象
static void DelInstance()
{
std::lock_guard lck(_mtx);
if (_sInstance)
{
delete _sInstance;
_sInstance = NULL;
}
}
void Print()
{
cout<<_data<Print();
Singleton::DelInstance();
}
实现三
线程安全的单例 --（饿汉模式--简洁、高效、不用加锁、但是在某些场景下会有缺陷）
方法1
// 方式一
class Singleton
{
public:
// 获取唯一对象实例的接口函数
static Singleton* GetInstance()
{
static Singleton sInstance;
return &sInstance;
}
void Print()
{
cout<<_data<Print();
}
方法2
// 方式二
class Singleton
{
public:
// 获取唯一对象实例的接口函数
static Singleton* GetInstance()
{
assert(_sInstance);
return _sInstance;
}
// 删除实例对象
static void DelInstance()
{
if (_sInstance)
{
delete _sInstance;
_sInstance = NULL;
}
}
void Print()
{
cout << _data << endl;
}
private:
// 构造函数定义为私有，限制只能在类内创建对象
Singleton()
:_data(0)
{}
Singleton(const Singleton&);
Singleton& operator=(const Singleton&);
// 指向实例的指针定义为静态私有，这样定义静态成员函数获取对象实例
static Singleton* _sInstance;
// 单例类里面的数据
int _data;
};
Singleton* Singleton::_sInstance = new Singleton;
void TestSingleton()
{
Singleton::GetInstance()->Print();
Singleton::DelInstance();
}
带RAII GC 自动回收实例对象的方式
class Singleton
{
public:
// 获取唯一对象实例的接口函数
static Singleton* GetInstance()
{
assert(_sInstance);
return _sInstance;
}
// 删除实例对象
static void DelInstance()
{
if (_sInstance)
{
delete _sInstance;
_sInstance = NULL;
}
}
void Print()
{
cout << _data << endl;
}
class GC
{
public:
~GC()
{
cout << "DelInstance()"<Print();
}
由于程序在结束的时候，系统会自动析构所有的全局变量，实际上，系统也会析构所有类的静态成员变量，就像这些静态变量是全局变量一样。我们知道，静态变量和全局变量在内存中，都是存储在静态存储区的，所以在析构时，是同等对待的。