【设计模式】有些类也需要计划生育 -- 单例模式

一，概述

单例模式确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化（自己保存它的唯一实例）并向整个系统提供这个实例。这个类称为单例类。

显然单例模式的要点有三个:

一是某个类只能有一个实例 (本身的初始方法为private，且只有实例为空的时候才建立)

二是它必须自行创建这个实例(作为一个成员方法，返回)

三是它必须自行向整个系统提供这个实例（返回的对象也是static）

二，单例模式（C++）

注意：

1）类方法要写到内部实现叫内联成员函数，在外部声明的叫外联函数。参考

2）在类内对象声明完成之后，要初始化赋值，由于类内部声明时候不能直接初始化，所以需要在外部初始化。

3）初始化方法是private，防止类外实例化。

4）GetInstance（）方法是static

#include <iostream>   
using namespace std;   
//单例类的C++实现   
class Singleton   
{   
private:   
 	Singleton();//注意:构造方法私有   
 	virtual ~Singleton();   
 	static Singleton* instance;//惟一实例   
 	int var;//成员变量(用于测试)   
public:   
 	static Singleton* GetInstance();//工厂方法(用来获得实例)   
 	int getVar();//获得var的值   
 	void setVar(int);//设置var的值   
};   
//构造方法实现   
Singleton::Singleton()   
{   
 this->var = 20;   
 cout<<"Singleton Constructor"<<endl;   
} 

Singleton::~Singleton()
{
 if(instance != NULL)
 {
  delete instance;
 }
}
//初始化静态成员   
//Singleton* Singleton::instance=new Singleton();  
Singleton* Singleton::instance=NULL;//一定要初始化(由于不能在方法体内部初始化，所以就放到外部) 
Singleton* Singleton::GetInstance()   
{   
 if(instance == NULL)
 {
  instance = new Singleton();
 }
 return instance;   
}   
 
int Singleton::getVar()   
{   
 	return this->var;   
}   
void Singleton::setVar(int var)   
{   
 	this->var = var;   
}   
int main(int argc, char* argv[])   
{   
 	Singleton *ton1 = Singleton::GetInstance();   
 	Singleton *ton2 = Singleton::GetInstance();   
 	cout<<"ton1 var = "<<ton1->getVar()<<endl;   
	ton1->setVar(150);  
    cout<<"ton2 var = "<<ton2->getVar()<<endl;  
	
	 
 	return 0;   
}  

三，单例模式（JAVA）

Danli.java //没有main方法

public class Danli {

    private static Danli instance = null; 
    private Danli()
    {
        
    }
    public static Danli getinstance()
    {
        if(instance == null)
        {
            instance = new Danli();
        }
        return instance; 
    }
   public void print()
   {
       System.out.println("这是通过单例模式调用");
   }
}

main.java //使用单例模式类

public class main {
    
     public static void main(String[] args)
    {  
         Danli d =Danli.getinstance();
         d.print();
         
        // Danli dd=new Danli();
         Danli dd=Danli.getinstance();
         
         if(d==dd)
             System.out.println("两个实例相同");
         else
             System.out.println("两个实例不同");
             
    }
    
}

四，多线程时候的单例模式

多线程的程序中，多个线程同时访问Singleton类，调用GetInstance()方法，会有可能造成创建多个实例。

如何解决？

加锁操作，确保当一个线程位于临界区时候，另一个线程不进入临界区。如果其他线程试图进入锁定的代码，则它将一直等待，直到该对象被释放。

Singleton* Singleton::GetInstance()
{
            if (instance == NULL) 
            {     
			    lock(syncRoot)//实例未被创建时候加锁 
				{
					if(instance == NULL)
					{
						instance = new Singleton();
					} 
				}                                                                               
				
            }
            return instance;
}

知识补充

1，全局变量与全局静态变量的区别：

(a) 若程序由一个源文件构成时，全局变量与全局静态变量没有区别。

(b) 若程序由多个源文件构成时，全局变量与全局静态变量不同：全局静态变量使得该变量成为定义该变量的源文件所独享，即：全局静态变量对组成该程序的其它源文件是无效的。

(c) 具有外部链接的静态，可以在所有源文件里调用。除了本文件，其他文件可以通过extern的方式引用。

2，静态全局变量的作用：

(a) 不必担心其它源文件使用相同变量名，彼此相互独立。

(b) 在某源文件中定义的静态全局变量不能被其他源文件使用或修改。

(c) 只能在本文件中使用！具有内部链接的静态；不允许在其他文件里调用；