“只生一个娃”--设计模式中的单例模式

“只生一个娃”–设计模式中的单例模式（Singleton）

• 引言

  ??被人问到什么是单例模式，突然回答不上来，似乎印象不深了。回去补了一下功课，突然明白了，原来在项目中一直使用的日志模块即采用了单例模式，只是熟视无睹，没有意识到罢了。

  ??所谓单例模式（Singleton），即指一个类只有一个实例（Instance），并给外界提供访问该实例的一个全局访问点。

  ??通常我们可以使用全局变量的方式来实现“只生一个娃”，但更好的方法就是：让该类自身负责创建和保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例可以被创建，并且对外提供一个访问该实例的方法。下面我们看一下具体实现。

• 单例模式实现

  ??定义一个Singleton类，添加一个静态方法GetInstance，负责创建自己的唯一实例，并供客户端访问。

class Singleton
{
private:
    Singleton()
    {
    }
    static Singleton *m_pInstance;  

public:
    static Singleton * GetInstance()
    {
        if(m_pInstance == NULL)  //若不存在，则new一个新的实例。
                m_pInstance = new Singleton();
        return m_pInstance;
    }

    //可以定义一个具体干活的方法
    void DoWork()
    {
        printf("the work is done!");
    }
}; 

??注意：构造函数设为private，这样外界就不能通过new操作符来实例化该类。

??客户端访问方法：

Singleton* p1 = Singleton :: GetInstance();
Singleton* p2 = p1->GetInstance();
Singleton & ref = * Singleton :: GetInstance();

p1->DoWork();
p2->DoWork();
ref.DoWork();
Singleton :: GetInstance()->DoWork();

• 问题讨论

  多线程环境下，如果多个线程同时访问Singleton类的GetInstance方法，则有可能造成创建多个实例。因此应该进行加锁保护，可以使用lock机制，确保当一个线程位于代码的临界区时，另一个线程如果访问可被阻塞等待，不进入临界区。可以这样来实现:

class Singleton
{
private:
    Singleton()
    {
    }
    static Singleton *m_pInstance;
    CCriticalSection m_cs;   //定义一个临界区对象
public:
    static Singleton * GetInstance()
    {
        if(NULL == m_pInstance)  //若不存在，则new一个新的实例。
        {
            lock(m_cs)         //尽在实例未被创建时进行加锁处理
          {
              if(NULL == m_pInstance) //二次判断
              {
                     m_pInstance = new Singleton();
              }
          }
        }
        return m_pInstance;
    }

    //可以定义一个具体干活的方法
    void DoWork()
    {
        printf("the work is done!");
    }
}; 

??注意：为什么要二次判断呢？

??第一次NULL == m_pInstance判断是为了避免每次都要加锁，能够提高效率；

??第二次判断是因为：如果实例未被创建，两个线程同时通过第一层NULL == m_pInstance判断，由于lock机制，只有第一个线程进入，另一个排队等候，如果第一个线程创建了实例并出来后，第二个线程进入后还是可以创建新的实例的。

??由此可见：想要保证只生一个小孩真是要时时留意、处处留心，安全措施要绝对保证啊 O(∩_∩)O.

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