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单例模式的实现方法

news 来源：原创 2025/8/20 17:16:58

        单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的软件设计模式，用于确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这种模式在需要控制对资源（如配置对象、线程池、缓存等）的访问时特别有用。        

一、单例模式的实现方式

  1. 懒汉模式（Lazy Initialization）：

    • 延迟初始化：类的第一个实例在第一次被使用时创建。

    • 线程安全：通过双重检查锁定（Double-Checked Locking）来确保线程安全。

    • 性能：由于延迟初始化，可以减少不必要的对象创建，从而提高性能。

      class Singleton {
public:static Singleton* getInstance() {if (_instance == nullptr) {std::lock_guard<mutex> lock(_mutex);if (_instance == nullptr) {_instance = new Singleton();}}return _instance;}private:Singleton() {}  // 私有构造函数，防止直接实例化~Singleton() {}  // 私有析构函数，确保正确清理private:static Singleton* _instance;  // 静态实例static std::mutex _mutex;  // 互斥锁
};

  2. 饿汉模式（Eager Initialization）：

    • 立即初始化：类的第一个实例在程序启动时就创建。

    • 线程安全：通常不需要额外的同步机制，因为实例在程序启动时就创建了。

    • 性能：可能会因为提前创建实例而增加一些开销，但如果实例创建是轻量级的，这可能不是问题。

      class Singleton {
public:Singleton() {}  // 私有构造函数，防止直接实例化static Singleton& getInstance() {static Singleton instance(_instance);return instance;}private:Singleton() {}  // 私有构造函数，防止直接实例化static Singleton _instance;  // 静态实例
};

        在饿汉模式中，实例在第一次调用 getInstance 方法时创建，而在饿汉模式中，实例在类加载时就创建。选择哪种模式取决于具体需求和上下文。饿汉模式可以节省资源，但如果初始化顺序很重要，或者需要确保在多线程环境中安全地创建实例，饿汉模式可能更合适。 

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