单例模式的写法总的来说分为两类:饿汉式和饱汉式,他们都依赖C++的一个知识点:static的使用。
具体的写法有很多种,首先给出最推荐的写法。这个写法是所谓的饱汉式(即:延时初始化,再使用的时候才去初始化)
class Singleton { public: static Singleton& getInstance() { static Singleton _instance; return _instance; } Singleton(const Singleton& other) = delete; Singleton(Singleton&& other) = delete; Singleton& operator=(const Singleton& other) = delete; Singleton&operator=(Singleton&& other) = delete; private: Singleton() = default; ~Singleton() = default; };
也看到过有人这样写,我觉得没有必要。
class Singleton { public: static Singleton* getInstance() { static Singleton _instance; return &_instance; } Singleton(const Singleton& other) = delete; Singleton(Singleton&& other) = delete; Singleton& operator=(const Singleton& other) = delete; Singleton&operator=(Singleton&& other) = delete; private: Singleton() = default; ~Singleton() = default; };
下面给出其他的写法
写法一:静态成员饿汉式
存在的问题:no local static(函数外的static)变量在不同的编译单元中的初始化顺序未定义,即static Singleton& getInstance()和static Singleton _instance的顺序未知。
class Singleton { public: static Singleton& getInstance() { return _instance; } Singleton(const Singleton& other) = delete; Singleton(Singleton&& other) = delete; Singleton& operator=(const Singleton& other) = delete; Singleton& operator=(Singleton&& other) = delete; private: static Singleton _instance; Singleton() = default; ~Singleton() = default; }; Singleton Singleton::_instance;
写法二:指针饱汉式
存在的问题:1.不是线程安全(改进:加锁)、2.内存泄漏(改进:使用智能指针或者依赖静态的嵌套类的析构函数)
class Singleton { public: static Singleton* getInstance() { if (_instance) _instance = new Singleton(); return _instance; } Singleton(const Singleton& other) = delete; Singleton(Singleton&& other) = delete; Singleton& operator=(const Singleton& other) = delete; Singleton& operator=(Singleton&& other) = delete; private: static Singleton *_instance; Singleton() = default; ~Singleton() = default; }; Singleton* Singleton::_instance = nullptr;
题外话:
写法二中的指针到底需不需要释放?
如果对象没有被释放,在程序运行期间可能会存在内存泄露问题。
有人可能会说,在程序结束时,操作系统会进行必要的清理工作,包括释放进程的所有堆栈等信息,即使存在内存泄露,操作系统也会收回的;且对于单例来讲,进程运行期间仅有一个,对于现代计算机而言,占用的内存貌似也不会太大。而且该实例有可能根本就没有进行内存的申请操作,这种情况下不释放实例所占内存,对进程的运行也不会造成影响。
但我觉得还是要在合适的地方加上释放(在哪儿合适呢,在程序关闭前?),养成良好的习惯,并且对于大型项目来说,会有内存检测工具,避免报内存泄漏,增加检查成本。
当然,如果采用前面的最佳模式,就无需考虑这个问题了,只需要写好这个类的析构函数就可以了。