什么是 Single Instance 单例模式?
单例模式是计算机程序设计当中一种常用思路，即软件系统运行当中，该类只允许拥有一个实例，且它必须在初始化的时候自己创建自己的实例。
那么单例模式主要是什么用途呢？
优化访问性能，便于进行数据共享。
比如说：
1，软件系统运行当中，业务上的配置文件参数共享。
2，多线程之间数据的共享。
3，调用类似于数据库操作这种需要频繁访问的对象时，减少 Object 的频繁创建销毁和函数调用的栈内存消耗。
4，数据需要临时保存时，给其他对象提供一个统一化的数据接口。
5，提升高度复用情况下的访问性能。
那么单例模式的具体实现方式是？
创建一个类，这个类会自己创建自己在内存当中的实例，实例可以被其他类访问，同时不允许以任何方式再次创建这个类的实例。
其中有什么原则？
1，必须保证在整个软件系统运行的生命周期当中，实例仅有一个，不能被再次创建，也不能被拷贝、赋值。
2，必须保证内存的安全性问题。
3，必须保证线程的安全性问题。
4，必须保证实例仅能通过指定的接口获得。
那么具体有什么细节？
1，可以通过将 构造、拷贝构造、赋值运算符重载 声明为 Private 以保证实例不会被再次创建。
2，可以通过智能指针进行包装，以保证内存的安全性。
3，可以通过使用 Static 关键字保证实例指针常驻于内存全局变量区。
4，可以使用 std::call_once 来保证类的实例只会创建一次，并且不会有线程安全问题。
单例模式分为主动模式和被动模式，区别是：
主动模式在类加载时就已经创建好了自己的实例。
被动模式在被第一次调用时才会创建自己的实例。
这里演示的是被动模式：
================== 创建一个叫大脑工具箱的“工具类” ==================
----------------- 头文件 -----------------
#pragma once
#include <memory>
using std::shared_ptr;
using std::make_shared;
#include <mutex>
using std::call_once;
using std::once_flag;
// 创建一个叫大脑工具箱的单例类
class BrainToolBox
{
public:
// 获取单例的函数
static shared_ptr<BrainToolBox> GetInstance();
public:
// 供调用的测试函数
void HelloByte();
private:
// Private 锁死构造和析构
BrainToolBox();
~BrainToolBox();
// Private 锁死拷贝构造
BrainToolBox(const BrainToolBox&) {};
// Private 锁死赋值运算符
BrainToolBox& operator=(const BrainToolBox&) {};
private:
// 单例的指针声明
static shared_ptr<BrainToolBox> BrainInstance;
// Onec Flag 声明
static once_flag BrainOnceFlag;
};
----------------- CPP文件 -----------------
#include <iostream>
#include "BrainToolBox.h"
// 单例的指针定义
shared_ptr<BrainToolBox> BrainToolBox::BrainInstance;
// OnceFlag 定义
once_flag BrainToolBox::BrainOnceFlag;
// 获取单例 如果不存在则创建且只创建一次
shared_ptr<BrainToolBox> BrainToolBox::GetInstance()
{
call_once(BrainToolBox::BrainOnceFlag, [&] {
struct make_shared_enabler : BrainToolBox{};
BrainToolBox::BrainInstance = make_shared<make_shared_enabler>();
});
return BrainToolBox::BrainInstance;
}
// 测试输出一段字符串以确定单例类被成功创建
void BrainToolBox::HelloByte()
{
std::cout << "Hello Byte!" << std::endl;
return;
}
// 构造
BrainToolBox::BrainToolBox()
{
}
// 析构
BrainToolBox::~BrainToolBox()
{
}
================== 测试一下 ==================
#include "BrainToolBox.h"
int main()
{
shared_ptr<BrainToolBox> tool = BrainToolBox::GetInstance();
tool->HelloByte();
}
会打印 Hello Byte 字符串。
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