如何实现简单聊中的单例模式应用案例？

2026-05-22 12:301阅读0评论SEO教程

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单例模式+单例模式一般用于全局只需要一个唯一实例的情况。例如，日志读写功能，一般来说，全局只需要一个日志读写实例。然后其他的类实例去获取这个实例进行日志读写。

单例模式

单例模式一般用于全局只需要一个唯一的实例的情况。

例如说，日志读写的功能，一般来说全局只需一个日志读写实例，然后其他的类实例去获取这个实例进行日志读写。

又例如说，有一个协作的功能，需要各个模块发送给主控制器，主控制器需要做成单例，这样子模块之间操作控制器就是操作实际主控制器的内容。

怎么写一个单例模式

C语言编写一个单例模式

先从最简单的C语言开始，一般我们说到单例模式是指面向对象的单例模式，因为一个类生成一个实例对象就是单例模式。

那么落到C语言，就是结构体了，我们用结构体创建单个实例。

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <assert.h> typedef struct _Data { void* pData; int value; } Data; void* GetData() { static Data* pData = NULL; if(NULL != pData) { return pData; } pData = (Data*)malloc(sizeof(Data)); assert(NULL != pData); pData->value = 0; /* init */ return (void*)pData; } void FreeData() { Data* pd = GetData(); if(NULL != pd) { free(pd); pd = NULL; } } int main() { Data* pdata0 = GetData(); pdata0->value = 0; Data* pdata1 = GetData(); pdata1->value = 100; printf("value: %d\n", pdata0->value); FreeData(); }

那么我们看以上代码，有两个函数GetData和FreeData，看GetData，这里面就是我们常见的懒汉模式，只有到需要用的时候才去创建实例。

在上面GetData中，如果是第一次进入到函数时pData是NULL，此时会申请一片内存空间，并且如果value需要初始化，也可以在这里进行。到了第二次调用这个函数之后，就直接返回原来的变量了，因为变量保存在静态区，所以每次返回的都是同一实例。这样就实现了懒汉式的单例模式。

用C++写一个单例模式

最经典的单例模式是SingletonMeyer's，这种单例模式由Scott Meyers 在《Effective C++》中提出。也就是我们常见的C++的懒汉式单例模式。代码如下：

#include <iostream> //using namespace std; using std::cout; using std::endl; class Singleton { public: static Singleton& getInstance() { static Singleton s_singleton; /* 永远只能获取这个变量，因为传递出去的是引用 */ return s_singleton; } void SetValue(int value) { this->m_value_ = value; } int GetValue() { return this->m_value_; } private: int m_value_; Singleton() { SetValue(0); }; ~Singleton() {}; Singleton(const Singleton&) = delete; /* 禁止复制构造 */ Singleton& operator=(const Singleton&)= delete; /* 禁止复制构造 */ }; int main() { Singleton& a = Singleton::getInstance(); cout<<"a value is "<<a.GetValue()<<endl; Singleton& b = Singleton::getInstance(); cout<<"b value is "<<b.GetValue()<<endl; cout<<"change a value to 50"<<endl; a.SetValue(50); cout<<"b value is "<<b.GetValue()<<endl; return 0; }

如上，我们将构造函数放到私有，这样就只能通过getInstance来构造

然后我们，在初次调用getInstance的时候创建实例，并返回引用。这样就实现了一种懒汉式的单例模式。

然后后续的getInstance获取到的都会是第一次申请的Singleton对象

在main函数中，我们先打印两个引用的value，两个值都是0，然后我们改变其中一个引用的value，这个时候另外一个引用的value也发生了改变，因为这两个引用指向的是同一个实例。

a value is 0 b value is 0 change a value to 50 b value is 50 用C++写另一种单例模式

另外一种单例模式，就是饿汉式。

#include <iostream> using std::cout; using std::endl; class Singleton { public: static Singleton& getInstance() { return m_singleton_; } void SetValue(int value) { this->m_value_ = value; } int GetValue() { return this->m_value_; } private: static Singleton m_singleton_; int m_value_; Singleton() { SetValue(0); } ~Singleton() {}; Singleton(const Singleton&) = delete; /* 禁止复制构造 */ Singleton& operator=(const Singleton&)= delete; /* 禁止复制构造 */ }; Singleton Singleton::m_singleton_; /* 静态成员类外初始化 */ int main() { Singleton& a = Singleton::getInstance(); cout<<"a value is "<<a.GetValue()<<endl; Singleton& b = Singleton::getInstance(); cout<<"b value is "<<b.GetValue()<<endl; cout<<"change a value to 50"<<endl; a.SetValue(50); cout<<"b value is "<<b.GetValue()<<endl; return 0; }

饿汉式和懒汉式唯一不同的是，本来在函数的静态成员变成了类成员变量。

这样就导致这个成员在类创建的时候就已经生成了实例。也就是所谓的饿汉式，先把东西都准备好，然后需要的时候直接返回就好

上面代码的的main函数没有任何改动，就是演示两个引用指向的是同一实例。

线程安全？

看了懒汉式和饿汉式的，我们大概可以知道，饿汉式的是线程安全的，因为它在类加载时已经完成对实例的初始化了

而懒汉式只在第一次访问的时候才进行初始化，这样会导致多条线程同时是第一次访问的时候，实例创建了多次。

那么怎么保证懒汉式线程安全呢，加锁就可以了。

在第一次访问时判断是否有加锁，这里具体代码就不演示了。

标签：简单聊下单例模式