单例模式:
单例模式一般会分为:饿汉单例和懒汉单例
饿汉式:
在类加载的时候就完成初始化,所以类加载比较慢,但是获取对象的速度是比较快的.
懒汉式:
在类加载的时候不初始化,等到第一次被使用的时候才进行初始化.
饿汉式:
class Singlenton{
private:
Singlenton() = default;
~Singlenton() = default;
public:
static Singlenton & getInstance();
};
Singlenton & Singlenton::getInstance(){
static Singlenton c;
return c;
}
饿汉式
:
class Singlenton{
private:
Singlenton();
Singlenton(const Singlenton &);
public:
static Singlenton * getInstance();
static Singlenton* m_instance;
};
Singlenton * Singlenton::m_instance = nullptr;
Singlenton* Singlenton::getInstance() {
if(m_instance == nullptr){
m_instance = new Singlenton();
}
return m_instance;
}
这种方案对于多线程模式并不是安全的,有可能会同时创建多个对象
那么,我们肯定会随之进行加锁操作,但是在这里的话锁的代价过高
Singlenton* Singlenton::getInstance() {
std::lock_guard<mutex> b(mutex_);
if(m_instance == nullptr){
m_instance = new Singlenton();
}
return m_instance;
}
线程A没有释放锁,B无法进入,第一次之后,相当于多个线程仅仅是对这个地方进行读取,而对于多线程读的话是没有必要进行加锁,对于高并发的情况下,代价及其高昂
在这里我们可以使用双检查锁
Singlenton* Singlenton::getInstance() {
if(m_instance == nullptr){
//在执行这一行之前,有可能多个线程同时都执行到这一步
std::lock_guard<mutex> b(mutex_);
if(m_instance == nullptr){
m_instance = new Singlenton();
}
}
return m_instance;
}
//消除代价过高的问题,对于上一次的缺陷进行完善
但是仍然有问题,内存读写reorder可能会造成不安全的情况
线程是在指令层级进行时间片的抢夺,cpu执行指令可能并不如我们之前的预期情况执行
std::atomic<Singlenton*> Singlenton::m_instance;
Singlenton* Singlenton::getInstance() {
Singleton * temp = m_instance.load(std::memory_order_relaxed);
//只保证在同一个线程内,同一个原子变量的操作的执行序列不会被重排序(reorder),这种保证也称之为modification order consistency,但是其他线程看到的这些操作的执行序列式不同的。
std::atomic_thread_fence(std::memory_order_acquire); //获取内存的fence获取存储
if(temp == nullptr){
//在执行这一行之前,有可能多个线程同时都执行到这一步
std::lock_guard<mutex> b(mutex_);
if(temp== nullptr){
temp = new Singlenton();
std::atomic_thread_fence(std::memory_order_release); //释放内存fence
m_instance.store(temp,std::memory_order_relaxed);
}
}
return m_instance;
}