设计模式：单例模式

C++设计模式之单例模式

0.导语

相信大家面试都逃不开设计模式话题，本节将阐述面试中的最常用的设计模式(单例模式)，从分类，线程安全，不基于C++11标准的角度与基于C++11标准的角度，有哪些解决线程安全的单例模式方案，相信认真看完本篇文章，在以后面试中就不用担忧了。

1.众所周知的单例

在一般书籍中或者大家比较是熟知的单例模式是下面这样：

class singleton {
private:
    singleton() {}
    static singleton *p;
public:
    static singleton *instance();
};

singleton *singleton::p = nullptr;

singleton* singleton::instance() {
    if (p == nullptr)
        p = new singleton();
    return p;
}

这是一个非常简单的实现，将构造函数声明为private或protect防止被外部函数实例化，内部有一个静态的类指针保存唯一的实例，实例的实现由一个public方法来实现，该方法返回该类的唯一实例。

当然这个代码只适合在单线程下，当多线程时，是不安全的。考虑两个线程同时首次调用instance方法且同时检测到p是nullptr，则两个线程会同时构造一个实例给p，这将违反了单例的准则。

2.懒汉与饿汉

单例分为两种实现方法：

• 懒汉
  • 第一次用到类实例的时候才会去实例化，上述就是懒汉实现。
• 饿汉
  • 单例类定义的时候就进行了实例化。

这里也给出饿汉的实现：

class singleton {
private:
    singleton() {}
    static singleton *p;
public:
    static singleton *instance();
};

singleton *singleton::p = new singleton();
singleton* singleton::instance() {
    return p;
}

当然这个是线程安全的，对于我们通常阐述的线程不安全，为懒汉模式，下面会阐述懒汉模式的线程安全代码优化。

3.多线程加锁

在C++中加锁有个类实现原理采用RAII，不用手动管理unlock，那就是lock_guard，这里采用其进行加锁。

class singleton {
private:

…