单例模式

单例模式的功能——取代全局变量，来实现共享，实战是全局配置文件，不需要每次使用这个文件的时候都读这个文件。（因为n多个地方都需要用这个配置文件，单例模式让它只读一次就可以了，接下来使用这个全局配置文件的时候，就会方便很多）

• 之所以要使用static，是因为构造器和析构器都是private的，不能再通过【创建类对象的方式】访问类内部的东西了，因此只能通过static的方式。

创建类对象的方式一般有2种，第一种是A a，第二种是new A

一、普通的单例模式(懒汉)

• 第一次用到类实例的时候才去实例化

#include <iostream>

using namespace std;


class Singleton
{
public:
    static Singleton* getInstance()
    {
        if (_ins == nullptr) _ins = new Singleton;
        return _ins;
    }

private:
    static Singleton * _ins;

    Singleton() {}
    Singleton(const Singleton&) {}
    Singleton& operator=(const Singleton&) {}
    ~Singleton() {}
};

Singleton* Singleton::_ins = nullptr;

int main()
{
    // Singleton a;
    Singleton *ps = Singleton::getInstance();
    Singleton *ps2 = Singleton::getInstance();
    if (ps == ps2) cout << "ps == ps2" << endl;

    return 0;
}

二、饿汉的单例模式（线程安全）

• 单例类的定义的时候就进行实例化

#include <iostream>

using namespace std;


class Singleton
{
public:
    static Singleton* getInstance()
    {
        return _ins;
    }

private:
    static Singleton * _ins;

    Singleton() {}
    Singleton(const Singleton&) {}
    Singleton& operator=(const Singleton&) {}
    ~Singleton() {}
};

// 初始化
Singleton* Singleton::_ins = new Singleton();

int main()
{
    // Singleton a;
    Singleton *ps = Singleton::getInstance();
    Singleton *ps2 = Singleton::getInstance();
    if (ps == ps2) cout << "ps == ps2" << endl;

    return 0;
}

三、线程安全的懒汉模式——多线程加锁

• 懒汉模式的基础上，在判断对象_ins是否是null前，加了一个锁
• if (_ins == nullptr)是一个【读操作】
  性能差是因为每次不管哪个线程调用getInstance()都会执行一次加锁和释放锁。

#include <iostream>
#include <mutex>

using namespace std;


class Singleton
{
private:
    static Singleton * _ins;
    static mutex _lock;
    static mutex lock_;

    Singleton() {}
    Singleton(const Singleton&) {}
    Singleton& operator=(const Singleton&) {}
    ~Singleton() {}

public:
    static Singleton* getInstance()
    {
        lock_guard<mutex> guard(_lock);
        if (_ins == nullptr) _ins = new Singleton();
        return _ins;
    }
};

// 初始化
Singleton* Singleton::_ins = nullptr;

int main()
{
    return 0;
}

四、线程安全的懒汉模式——双重检查锁+垃圾回收

#include <iostream>
#include <mutex>

using namespace std;


class Singleton
{
private:
    static Singleton * _ins;
    static mutex _lock;


    Singleton() {}
    Singleton(const Singleton&) {}
    Singleton& operator=(const Singleton&) {}
    ~Singleton() {}

public:
    static Singleton* getInstance()
    {
        if (_ins == nullptr)
        {
            lock_guard<mutex> guard(_lock);
            if (_ins == nullptr) _ins = new Singleton();
            //_ins = new Singleton();
        }
        return _ins;            
    }
    
    class CGarbo
    {
    public:
        ~CGarbo()
        {
            if (Singleton::_ins) delete Singleton::_ins;
        }
    };
    
    static CGarbo garbo;
};

// 初始化
Singleton* Singleton::_ins = nullptr;
Singleton::CGarbo garbo;

int main()
{
    return 0;
}

五、单例模式的实战

• 自定义一个数据文件com.cof
• 有3个类A, B, C同时调用Config生成对象
• 得到的数据是一样的，相当于单例完成了全局变量的工作，但是单例比全局变量好——
  图解

单例不需要销毁，因为单例只会产生一个对象， 在程序结束的时候就会销毁。