C++单例模式：单例模式遇到多线程

单例模式介绍

单例模式主要有2中形式，一种是饿汉式，一种是懒汉式。

饿汉式：程序一加载单例模式就已经创建了，也就很饥饿嘛。因为是静态属性进行单例初始化，所以优点是线程是安全的，缺点是无论用户是否使用单例对象都会创建单例对象。

懒汉式：当用户使用单例对象时，才去创建单例对象，所以很懒惰嘛。优点是用户不使用就不会创建对象，缺点是 当遇到多线程是，是线程不安全的，但是我们可以使用加强版的也就是线程安全的懒汉式，下面我们会进行讲解。
饿汉式和懒汉式代码
代码展示
 

#include <iostream>
 
using namespace std;
class Singleton_Hungry
{
private:
	Singleton_Hungry()
	{
		cout << "我是饿汉式，在程序加载时，我就已经存在了。" << endl;
	}
	static Singleton_Hungry* singleton;
public:
	static Singleton_Hungry* getInstace()
	{
		return singleton;
	}
 
};
//静态属性类外初始化
Singleton_Hungry* Singleton_Hungry::singleton = new Singleton_Hungry;
 
class Singleton_Lazy
{
private:
	Singleton_Lazy()
	{
		cout << "我是懒汉式,在别人需要我的时候，我才现身。" << endl;
	}
	static Singleton_Lazy* singleton;
public:
	static Singleton_Lazy* getInstance()
	{
		
		if (NULL == singleton)
		{
			singleton = new Singleton_Lazy;
		}
		return singleton;
	}
};
Singleton_Lazy* Singleton_Lazy::singleton = NULL;
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	Singleton_Hungry *hungry1 = Singleton_Hungry::getInstace();
	Singleton_Hungry *hungry2 = Singleton_Hungry::getInstace();
	cout << "hungry1地址:" << hungry1 << ",hungry2地址:" << hungry2 << endl;
	Singleton_Lazy *lazy1 = Singleton_Lazy::getInstance();
	Singleton_Lazy *lazy2 = Singleton_Lazy::getInstance();
	cout << "lazy1地址:" << lazy1 << ",lazy2地址:" << lazy1 << endl;
 
	return 0;
}

运行结果

懒汉式遇到多线程

由于懒汉式在用户需要是才进行单例对象的创建，如果遇到多线程容易发生内存泄漏，我们可以用c++中的线程互斥对象mutex来进行加强。多线程用thread类进模拟。

代码展示

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
 
using namespace std;
mutex mu;//线程互斥对象
class Singleton_Hungry
{
private:
	Singleton_Hungry()
	{
		cout << "我是饿汉式，在程序加载时，我就已经存在了。" << endl;
	}
	static Singleton_Hungry* singleton;
public:
	static Singleton_Hungry* getInstace()
	{
		return singleton;
	}
 
};
//静态属性类外初始化
Singleton_Hungry* Singleton_Hungry::singleton = new Singleton_Hungry;
 
class Singleton_Lazy
{
private:
	Singleton_Lazy()
	{
		cout << "我是懒汉式,在别人需要我的时候，我才现身。" << endl;
	}
	static Singleton_Lazy* singleton;
public:
	static Singleton_Lazy* getInstance()
	{
 
		if (NULL == singleton)
		{
			
			mu.lock();//关闭锁
			if (NULL == singleton)
			{
				singleton = new Singleton_Lazy;
			}
			mu.unlock();//打开锁
		}
		return singleton;
	}
};
Singleton_Lazy* Singleton_Lazy::singleton = NULL;
void thread01()
{
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		cout << "thread01 working...." << endl;
		Singleton_Lazy *lazy1 = Singleton_Lazy::getInstance();
		cout << "thread01创建单例lazy1地址:" << lazy1 << endl;
	}
}
void thread02()
{
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		cout << "thread02 working...." << endl;
		Singleton_Lazy *lazy2 = Singleton_Lazy::getInstance();
		cout << "thread02创建单例lazy2地址:" << lazy2 << endl;
	}
}
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	thread thread1(thread01);
	thread thread2(thread01);
	thread1.detach();
	thread2.detach();
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		cout << "Main thread working..." << endl;
		Singleton_Lazy *main = Singleton_Lazy::getInstance();
		cout << "Main 创建单例lazy地址:" << main << endl;
	}
	return 0;
}

多线程下线程不安全的懒汉式测试

下图是将40行45行线程互斥对象操作注释的情况，发生了内存泄漏，创建了多个单例。图中字打错了。。。

多线程下线程安全的懒汉式测试