介绍

几个重点：

• 构造函数为private
• 提供一个获取单例对象指针的函数
• 一个静态指针成员存储单例对象

注意：

• 获取单例对象也可以获取对象引用，但要注意拷贝构造函数和赋值运算符
• 如果有多线程访问单例，需要注意线程同步

范例

源码GitHub：CppDesignPattern

单线程

ifndef SIGLETON_H

define SIGLETON_H

/**

• @brief 非线程安全单例，无多线程时使用
  /
  class Singleton {
  public:
  /*
  
• @brief 单例模式，获取实例化对象
  
• @param 无
  
• @return 单例对象
  /
  static Singleton GetInstance();
  /**
  
• @brief 单例模式，主动销毁实例化对象
  
• @param 无
  
• @return 无
  /
  static void DestoryInstance();
  private:
  /*
  
• @brief 构造函数
  /
  Singleton();
  /*
  
• @brief 单例模式在程序结束时自动删除单例的方法
  /
  class SingletonDel {
  public:
  ~SingletonDel() {
  if (m_instance != nullptr) {
  delete m_instance;
  m_instance = nullptr;
  }
  }
  };
  static SingletonDel m_singleton_del;///程序结束时销毁
  static Singleton m_instance; //单例对象指针
  };
  

  endif // SIGLETON_H
  

  //cpp
  

  include “sigleton.h”
  

  Singleton Singleton::m_instance = nullptr;
  Singleton Singleton::GetInstance() {
  if (m_instance == nullptr) {
  m_instance = new Singleton();
  }
  return m_instance;
  }

void Singleton::DestoryInstance() {
if (m_instance != nullptr) {
delete m_instance;
m_instance = nullptr;
}
}

Singleton::Singleton() {
}

多线程

ifndef THREAD_SAFE_SINGLETON_H

define THREAD_SAFE_SINGLETON_H

/**

• @brief 线程安全单例，多线程时使用
  /
  class ThreadSafeSingleton {
  public:
  /*
  
• @brief 单例模式，获取实例化对象
  
• @param 无
  
• @return 单例对象
  /
  static ThreadSafeSingleton GetInstance();
  /**
  
• @brief 单例模式，主动销毁实例化对象
  
• @param 无
  
• @return 无
  /
  static void DestoryInstance();
  private:
  /*
  
• @brief 构造函数
  /
  ThreadSafeSingleton();
  /*
  
• @brief 单例模式在程序结束时自动删除单例的方法
  /
  class SingletonDel {
  public:
  ~SingletonDel() {
  if (m_instance != nullptr) {
  delete m_instance;
  m_instance = nullptr;
  }
  }
  };
  static ThreadSafeSingleton m_singleton_del;///程序结束时销毁
  static ThreadSafeSingleton m_instance; //单例对象指针
  };
  

  endif // THREAD_SAFE_SINGLETON_H

include “thread_safe_singleton.h”

include

include

namespace thread_safe_singleton_private {
static QMutex mutex;
}
ThreadSafeSingleton ThreadSafeSingleton::m_instance = nullptr;
ThreadSafeSingleton ThreadSafeSingleton::GetInstance() {
if (m_instance == nullptr) {
QMutexLocker lock(&thread_safe_singleton_private::mutex);
if (m_instance == nullptr) {
m_instance = new ThreadSafeSingleton();
}
}
return m_instance;
}

void ThreadSafeSingleton::DestoryInstance() {
if (m_instance != nullptr) {
delete m_instance;
m_instance = nullptr;
}
}

ThreadSafeSingleton::ThreadSafeSingleton() {
}

上面的范例提供了主动销毁单例的方法同时提供了自动销毁的方法。 若主动销毁需注意其他存储了单例指针的对象

C++11单例模式实现

C++11保证静态成员构造的时候线程安全，所以可以避免在构造时通过线程锁的方式实现线程安全

ifndef CPP11_SIGLETON_H

define CPP11_SIGLETON_H

include

//C11的单例实现
//c11自动处理静态成员初始化竞争，是线程安全的
template
class Cpp11Sigleton {
public:
static T *GetInstance() {
static T instance;
return &instance;
}
};
class TestCpp11Sigleton {
friend class Cpp11Sigleton;
private:
TestCpp11Sigleton(){qDebug()<<”created”< };

endif // CPP11_SIGLETON_H

通过一个通用的单例模板类，并在需要单例类中将构造函数私有化，设置与模板类的friend关系即可实现多线程单例创建的安全。 注意返回的仍然是函数指针，若返回引用请注意拷贝和复制方法的处理

• Class(const Class&); 拷贝
• Class&operator=(const Class&); 复制

测试：

include

include

int main(int argc, char *argv[]) {
std::thread t1(Cpp11Sigleton::GetInstance);
t1.detach();
std::thread t2(Cpp11Sigleton::GetInstance);
t2.detach();
std::thread t3(Cpp11Sigleton::GetInstance);
t3.detach();
std::thread t4(Cpp11Sigleton::GetInstance);
t4.detach();
Cpp11Sigleton::GetInstance();
Cpp11Sigleton::GetInstance();
Cpp11Sigleton::GetInstance();
Cpp11Sigleton::GetInstance();
}

只会输出一次构造函数的qDebug()<<”created”<<this;

C++11单例模式实现构造时参数传入

11支持可变模板参数，所以可以用一个模板实现不同类型参数的构造，GetInstance方法改一下：

template
static T* GetInstance(Args&&… args) {
static T instance(std::forward(args)…);
return &m_pInstance;
}

相关链接：C++设计模式