单例.md

单例模式 Singleton

背景

有些类应该保证只有一个对象， 例如：PS界面上的“工具箱”，抽象点的有：负责读取参数的接口、创建对象的接口等。

定义

保证一个类**^[1]仅有一个实例， 并提供一个可以访问它的^[2]全局访问点**。

难点 & 关键

1. 仅有一个

• 方法一 ： 将^[*]构造函数声明为私有， 外部不能new新实例了。

• 方法二 ： 用noncopyable实现，详细参考：boost/serialization/singleton.hpp

2. 全局访问点

• 一般会有： ^[*](public) static Singleton getInstance()

  同时在类内定义：^[*](private) static Singleton* p;

  [饿汗]在类外直接实例化：Singleton* Singleton::p = new Singleton();

3. 要保证多线程安全

要素

• 私有构造方法
• 私有静态引用指向自己的实例
• 以实例为返回值的公有静态方法getInstance

优点

• 活动的单例只有一个实例，并提供了对唯一实例的受控访问
• 只存在一个对象，因此可以节约系统资源，加快对象访问速度
• 避免对共享资源的多重占用

不足

• 不适用于变化的对象
• 单例不存在抽象层，拓展不便
• 单例既要保证自己唯一，又肩负一定职责，一定程度上违背了**“单一职责原则”**
• 滥用会使共享资源庞大而溢出
• 多线程不安全
  • 解决这一问题的方案根据实例化的早晚大致可以分为[饱汉法]和[饿汉法]，具体的解决方案有五六种。其中**[饱汉法]多以“加锁”来解决，上面的“在类外直接实例化”就是[饿汉法]**的典型实现，代价是牺牲空间。

适用环境

适合应用于公用场合的对象：

• 需要频繁实例化 然后销毁的对象
• 创建对象消耗的时间/资源过多，但又经常要用到的对象
• 有状态的工具类对象
• 频繁访问数据库或文件的对象

总的来说可以概括为：

1. 资源共享的情况下，避免损耗。如日志文件、应用配置
2. 控制资源的情况下，方便通信。如线程池