设计模式——单例模式（面试手撕顶呱呱）

一、单例模式

1、单例模式定义：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点，该实例被所有程序模块共享。  

2、单例模式实现步骤：

二、懒汉模式

1、方式一 （线程不安全）

//-----------------懒汉模式代码实例（线程不安全）---------------// 
//-------------------静态指针 + 用到时初始化------------------//  
class Singleton_lazy
{
public:
	static Singleton_lazy* getInstance()
	{
		if (pSingle_lazy == nullptr)
		{
			pSingle_lazy = new Singleton_lazy();
		}
		return pSingle_lazy;
	}
private:
	Singleton_lazy() { cout << "我是懒汉，线程安全！" << endl; };
	~Singleton_lazy() {};

	static Singleton_lazy* pSingle_lazy;
};
Singleton_lazy* Singleton_lazy::pSingle_lazy = nullptr;

说明： 

        懒汉模式在第一次用到类实例的时候才会被实例化！

        在单线程中，这样的写法是可以正确使用的，但是在多线程中就不行了，该方法是线程不安全的；

（1）假如线程A和线程B, 这两个线程要访问getInstance函数，线程A进入getInstance函数，并检测 if 条件，由于是第一次进入，value为空，if条件成立，准备创建对象实例。

（2）但是，线程A有可能被OS的调度器中断而挂起睡眠，而将控制权交给线程B。

（3） 线程B同样来到if条件，发现value还是为NULL，因为线程A还没来得及构造它就已经被中断 了。此时假设线程B完成了对象的创建，并顺利的返回。

（4）之后线程A被唤醒，继续执行new再次创建对象，这样一来，两个线程就构建两个对象实例， 这就破坏了唯一性。 另外，还存在内存泄漏的问题，new出来的东西始终没有释放；下面是一种饿汉式的一种改进。

2、方式二（线程安全）

//-----------------懒汉模式代码实例（线程安全）---------------// 
//-------------------静态指针 + 用到时初始化------------------//  
class Singleton_lazy
{
public:
	static Singleton_lazy* getInstance()
	{
		if (pSingle_lazy == nullptr)
		{
			pSingle_lazy = new Singleton_lazy();
		}
		return pSingle_lazy;
	}
private:
	class CGarbo
	{
	public:
		~CGarbo()
		{
			if (Singleton_lazy::pSingle_lazy)
			{
				delete Singleton_lazy::pSingle_lazy;
			}
		}
	};
	static CGarbo Garbo;
	
	Singleton_lazy() { cout << "我是懒汉，线程安全！" << endl; };
	~Singleton_lazy() {};

	static Singleton_lazy* pSingle_lazy;
};
Singleton_lazy* Singleton_lazy::pSingle_lazy = nullptr;

三、饿汉模式

//---------------饿汉模式代码实例（线程不安全）---------------//  
//-------------------静态指针 + 定义时初始化------------------//  
class Singleton_hungry
{
public:
	static Singleton_hungry* getInstance()
	{
		return pSingle_hungry;
	}
private:
	Singleton_hungry() { cout << "我是饿汉，线程安全！" << endl; };
	~Singleton_hungry() {};

	static Singleton_hungry* pSingle_hungry;
};
Singleton_hungry* Singleton_hungry::pSingle_hungry = new Singleton_hungry;

四、测试 

int main()
{
	cout << "程序开始运行！" << endl;

	Singleton_lazy::getInstance();		//懒汉模式只有在使用的时候才会被实例化

	Singleton_hungry::getInstance();	//饿汉模式在定义的时候被实例化

	return 0;
}