线程安全的单例模式

所谓单例，就是某些类，只能有一个对象

当一个对象被创建出来的时候，首先需要为这个对象开辟空间，然后再调用构造函数来初始化这个对象。然而在单例模式下，这个过程只能出现一次，为了达到这个目的，我们需要满足以下两个条件：

(1) 让内存中仅存在一个对象，这个对象需要类的内部创建，同时使用static修饰（static修饰的变量会放在全局区）               

(2) 为了不让类外出现该类的其他对象，我们要将各种构造函数放在private里（如果默认构造、有参构造、拷贝构造用不到，可以使用delete禁用）

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目录

一、单例模式的两种情况

二、懒汉方式的单例模式

1、在类内创建对象（要求一）

 2、构造函数私有化或禁用构造函数（要求二）

3、给外部提供获取对象的接口

 三、单例模式测试

 四、拓展：饿汉模式（简单介绍）

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一、单例模式的两种情况

在上述的基础上，既然是创建对象，应该什么时候创建呢？？这里就分为了两种情况，一种是饿汉方式，一种是懒汉方式。

- 饿汉方式：立马把碗洗干净，方便后面干饭。程序开始运行的时候就把对象创建好

- 懒汉方式：悠哉游哉，等需要时再干饭。等需要用到对象的时候，再主动创建

二、懒汉方式的单例模式

下面以某个单例类为例，这个类使用单例模式中的懒汉方式，也就是等到要使用对象的时候再创建对象，下面就按照上面的两个条件来依次实现。

1、在类内创建对象（要求一）

首先是创建唯一的对象，并用static修饰。唯一的对象在类内部，在类外必然就无法通过下面两种方式来获取

Sington sig;                    // 错误
Sington* sig = new Sington();    // 错误

外部要使用这个对象，肯定是通过类来直接或者间接获取的，既然要通过类来获取，那就需要加上static来修饰

static修饰的成员函数要在类外初始化，初始化的方式类似于类成员函数在类外初始化

变量类型 类名::变量名 = 变量值

 

 2、构造函数私有化或禁用构造函数（要求二）

上面这步只是创建了我们想要的唯一的对象，那么要如何禁止外界创建对象呢？？

答案是：将构造函数放在 private 中，或者禁用一部分的构造函数

==》对象在类内被创建的时候，可以调用private里的构造函数；但是如果对象在类外被创建时，public中找不到对应的构造函数，此时就会报错

为什么禁用：假设我们使用获取到的唯一的对象sig 来创建其他对象，内存中Sington类就会有不止一个对象了，这就违背了单例的原则，所以我们要禁用拷贝构造函数

Sington sig1(sig);        //拷贝构造函数

3、给外部提供获取对象的接口

由于创建出来的对象是放在private中的，类外无法直接访问，所以我们需要给提供一个类外访问的接口，最初版本如下：

但是当有多个线程同时访问这个接口的时候，这个时候存在线程安全问题，我们要保护sig这个临界资源，所以要给临界资源加锁，使用的锁也必须是static修饰的

现在当一个线程好不容易申请到锁了，但是进去一看，发现 sig 已经被其他线程初始化了，申请锁就显得多此一举，所以我们最好在申请锁之前，再加一道判断，先判断是不是空的，再申请锁。

 三、单例模式测试

我们在主线程里创建 5 个线程，每隔1s打印一次当前获取到的对象的地址，以及线程ID

 测试结果如下：

 

 四、拓展：饿汉模式（简单介绍）

饿汉模式就是在程序开始运行的时候创建，不同之处在于对象声明方式。

不带*号代表在栈上开辟，这个时候对象在被创建的时候就会被分配空间

 在接口函数里，就无需判断是否为空了，直接返回即可

 返回值加&的原因是 防止隐式调用拷贝构造函数