单例模式类设计｜什么是饿汉模式和懒汉模式

前言

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什么是单例模式

一个类只能创建一个对象，即单例模式，该模式可以保证系统中该类只有一个实例，并提供一个访问它的全 局访问点，该实例被所有程序模块共享。比如在某个服务器程序中，该服务器的配置信息存放在一个文件 中，这些配置数据由一个单例对象统一读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置 信息，这种方式简化了在复杂环境下的配置管理。

单例模式有两种实现方式：

• 饿汉模式
• 懒汉模式

饿汉模式

就是说不管你将来用不用，程序启动时就创建一个唯一的实例对象。

优点:

• 简单、没有线程安全问题

缺点:

• 当一个程序中有多个单例，并且有先后初始化顺序的要求的时候，饿汉无法控制。
• 饿汉单例类创建得多的时候，初始化任务多的时候，会影响程序的启动速度。

//设计只能创建一个对象的类（单例模式）
//有两种设计方案
//饿汉模式 -- 一开始(main())之前就创建出对象了
#if 1
class MemoryPool //假设要求设计一个内存池 -- 要求是单例的 ，当然只是名字而已，我们不是真的实现内存池
{
public:
	static MemoryPool* GetInstance()
	{
		return _pinst;
	}
	void* Alloc(size_t n)
	{
		void* ptr = nullptr;
		//...
		//里面啥东西我们不管
		return ptr;
	}
	void Dealloc(void* ptr)
	{
		//...
	}
protected:
	char* _ptr = nullptr;
protected:
	//构造函数私有
	MemoryPool() {}
	//两种写法，这里只写了一种，写成指针也可以，不写成指针也可以
	static MemoryPool* _pinst;//声明
};
MemoryPool* MemoryPool::_pinst = new MemoryPool;


#define MemoryPoolObject MemoryPool::GetInstance()
int main()
{
	//一般是这样调用的，直接调就行
	void* ptr1 = MemoryPool::GetInstance()->Alloc(10);
	MemoryPool::GetInstance()->Dealloc(ptr1);
	//单例模式一般就是通过这个 MemoryPool::GetInstance() 去找到这个已经创建好的对象，去调它里面的东西
	void* ptr2 = MemoryPoolObject->Alloc(29);
	MemoryPoolObject->Dealloc(ptr2);
	return 0;
}
#endif

懒汉模式

对象第一次使用的时候再创建。

优点：

• 可以控制顺序
• 不影响启动速度

缺点：

• 相对复杂
• 线程安全问题要处理好

//懒汉模式
//对象第一次使用的时候再创建
class MemoryPool //假设要求设计一个内存池 -- 要求是单例的 ，当然只是名字而已，我们不是真的实现内存池
{
public:
	static MemoryPool* GetInstance()
	{
		//如果发现指针是nullptr的时候，说明我们是第一次使用这个类
		if (_pinst == nullptr)
		{
			//第一次创建
			cout << "第一次创建对象" << endl;
			_pinst = new MemoryPool;
		}
		return _pinst;
	}
	void* Alloc(size_t n)
	{
		void* ptr = nullptr;
		//...
		//里面啥东西我们不管
		return ptr;
	}
	void Dealloc(void* ptr)
	{
		//...
	}
	class CGarbo
	{
	public:
		~CGarbo()
		{
			if (_pinst)delete _pinst;
		}
	};
protected:
	char* _ptr = nullptr;
protected:
	//构造函数私有
	MemoryPool() {}
	//两种写法，这里只写了一种，写成指针也可以，不写成指针也可以
	static MemoryPool* _pinst;//声明
};
MemoryPool* MemoryPool::_pinst = nullptr;
//回收对象
//在main结束之后，它会调用析构函数，就会释放单例对象
static MemoryPool::CGarbo gc;
#define MemoryPoolObject MemoryPool::GetInstance()
int main()
{
	//一般是这样调用的，直接调就行
	cout << " -------- 第一次使用 -------- " << endl;
	void* ptr1 = MemoryPool::GetInstance()->Alloc(10);
	MemoryPool::GetInstance()->Dealloc(ptr1);
	//单例模式一般就是通过这个 MemoryPool::GetInstance() 去找到这个已经创建好的对象，去调它里面的东西
	cout << " -------- 第二次使用 -------- " << endl;
	void* ptr2 = MemoryPoolObject->Alloc(29);
	MemoryPoolObject->Dealloc(ptr2);
	return 0;
}

单例模式的释放问题

• 一般情况下，单例对象不需要释放 -- 一般来说整个程序运行期间都会用它。单例对象再进程正常结束之后，也会资源释放。
• 有些特殊场景需要释放，比如单例对象析构时候，需要进行一些持久化操作（往文件、数据库里面去写），大思路：定义一个内部的垃圾回收类