Singleton(单例模式)
1. 意图
在开发中,若某些模块或功能只需要一个类实例,所有调用地方通过着一个类对象访问功能,单例模式符合这种类实例创建模式,并且通过提供统一类实例接口访问类对象。
2. 适用性
《Gof 设计模式-可复用面向对象软件的基础》中对此模式的适用性描述如下:
- 当类只能有一个实例且客户可以从一个公众的访问点访问。
- 当这个唯一实例应该是通过子类化可拓展的,并且客户应该无需更改代码就能使用一个扩展的实例时。
3. 实现
- 饿汉模式:类加载时,类对象创建并初始化,调用时直接使用已经创建好的。
#include <iostream>class Singleton {
public:static Singleton *GetInstance() { return m_instance; }void Print() { std::cout << __FUNCTION__ << std::endl; }private:Singleton() = default;~Singleton() = default;Singleton(const Singleton &) = delete;Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;private:static Singleton *m_instance;
};Singleton *Singleton::m_instance = new Singleton;void Test() { Singleton::GetInstance()->Print(); }int main() {Test();return 0;
}
- 懒汉模式:类对象创建与初始化被延迟到真正调用的位置。
#include <iostream>class Singleton {
public:static Singleton *GetInstance() {if (m_instance == nullptr)m_instance = new Singleton;return m_instance;}void Print() { std::cout << __FUNCTION__ << std::endl; }private:Singleton() = default;~Singleton() = default;Singleton(const Singleton &) = delete;Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;private:static Singleton *m_instance;
};Singleton *Singleton::m_instance = nullptr;void Test() { Singleton::GetInstance()->Print(); }int main() {Test();return 0;
}
懒汉模式存在多线程并发问题,可以加锁,如下
#include <iostream>
#include <mutex>std::mutex mtx;class Singleton {
public:static Singleton *GetInstance() {std::lock_guard<std::mutex> locker(mtx);if (m_instance == nullptr)m_instance = new Singleton;return m_instance;}void Print() { std::cout << __FUNCTION__ << std::endl; }private:Singleton() = default;~Singleton() = default;Singleton(const Singleton &) = delete;Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;private:static Singleton *m_instance;
};
以上通过加锁保证了数据的并发安全,但若此对象创建好后多个线程频繁调用,每次都加锁访问可读对象,对程序性能影响较大,于是又出现了双层检查机制,优化访问性能。
#include <iostream>
#include <mutex>std::mutex mtx;class Singleton {
public:static Singleton *GetInstance() {if (m_instance == nullptr) {std::lock_guard<std::mutex> locker(mtx);if (m_instance == nullptr)m_instance = new Singleton;}return m_instance;}void Print() { std::cout << __FUNCTION__ << std::endl; }private:Singleton() = default;~Singleton() = default;Singleton(const Singleton &) = delete;Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;private:static Singleton *m_instance;
};Singleton *Singleton::m_instance = nullptr;void Test() { Singleton::GetInstance()->Print(); }int main() {Test();return 0;
}
双重检查机制实际上还存在潜在的问题,内存访问重新排序(重新排列编译器产生的汇编指令)导致双重锁定失效(考虑类对象内存分配和调用构造函数初始化分为两步执行,指令不顺序执行就无法保证多线程有其它指令在这两步之间执行)。所以需要保证指令顺序执行,避免指令重排。
#include <atomic>
#include <iostream>
#include <mutex>class Singleton {
public:static Singleton *GetInstance() {Singleton *tmp = m_instance.load(std::memory_order_relaxed);std::atomic_thread_fence(std::memory_order_acquire);if (tmp == nullptr) {std::lock_guard<std::mutex> locker(m_mtx);tmp = m_instance.load(std::memory_order_relaxed);if (tmp == nullptr) {tmp = new Singleton;std::atomic_thread_fence(std::memory_order_release);m_instance.store(tmp, std::memory_order_relaxed);}}return m_instance;}void Print() { std::cout << __FUNCTION__ << std::endl; }private:Singleton() = default;~Singleton() = default;Singleton(const Singleton &) = delete;Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;private:static std::atomic<Singleton *> m_instance;static std::mutex m_mtx;
};std::atomic<Singleton *> Singleton::m_instance = nullptr;
std::mutex Singleton::m_mtx;void Test() { Singleton::GetInstance()->Print(); }int main() {Test();return 0;
}
以上使用原子变量及内存序约束实现单例类,避免指令重排问题,同时解决并发问题。但实现略微繁琐,c++11以后对静态变量创建的并发安全提供了保证,简化写法如下:
#include <iostream>class Singleton {
public:static Singleton &GetInstance() {static Singleton instance;return instance;}void Print() { std::cout << __FUNCTION__ << std::endl; }private:Singleton() = default;~Singleton() = default;Singleton(const Singleton &) = delete;Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;
};void Test() { Singleton::GetInstance().Print(); }int main() {Test();return 0;
}
4. 优缺点
- 控制类实例数量
- 比类操作更灵活,减少命名空间污染
- 隐藏了类之间的依赖关系
- 影响代码的扩展性
- 影响代码的可测试性
- 不支持包含参数的构造函数
5. 模板实现
- 单实例管理
template <typename T> class SingletonManager {
public:template <typename... Args> static T &GetInstance(Args &&...args) {static T instance(std::forward<Args>(args)...);return instance;}private:SingletonManager() = default;virtual ~SingletonManager() = default;SingletonManager(const SingletonManager &) = delete;SingletonManager &operator=(const SingletonManager &) = delete;
};
- 多实例管理
#include <map>
#include <memory>
#include <string>template <typename T, typename K = std::string> class MultitonManager {
public:template <typename... Args>static T &GetInstance(const K &key, Args &&...args) {return AssignInstance(key, std::forward<Args>(args)...);}template <typename... Args> static T &GetInstance(K &&key, Args &&...args) {return AssignInstance(key, std::forward<Args>(args)...);}private:template <typename Key, typename... Args>static T &AssignInstance(Key &&key, Args &&...args) {auto iter = m_map.find(key);if (iter == m_map.end()) {static T instance;m_map.emplace(key, &instance);return instance;}return *(iter->second);}private:MultitonManager() = default;virtual ~MultitonManager() = default;MultitonManager(const MultitonManager &) = delete;MultitonManager &operator=(const MultitonManager &) = delete;private:static std::map<K, T *> m_map;
};template <typename T, typename K> std::map<K, T *> MultitonManager<T, K>::m_map;
相关文章:
Singleton(单例模式)
1. 意图 在开发中,若某些模块或功能只需要一个类实例,所有调用地方通过着一个类对象访问功能,单例模式符合这种类实例创建模式,并且通过提供统一类实例接口访问类对象。 2. 适用性 《Gof 设计模式-可复用面向对象软件的基础》中对…...

【Linux报错】“-bash: cd: too many arguments“
问题描述 今天使用 cd 想要调整某个文件目录时,发现以下报错 原因分析: arguments 是参数的意思,该报错提示参数过多,意味着系统识别到了多余参数 本质原因:你的命令中输入了多余的 ”空格“ ,检查一…...
C# WebService返回参数为DataTable报错“XML文档有错误”
该问题由于DataTable列存在自定义类型。 解决该报错需要以下几步: 1、自定义类型增加xml序列化 2、由于C#从 XML 反序列化 DataSet 或 DataTable 时的默认限制,所以需要先把调用方的项目开放限制,如果是.netframework项目,需要…...

[paddle]paddleseg快速开始
快速开始 为了让大家快速了解PaddleSeg,本文档使用一个简单示例进行演示。在实际业务中,建议大家根据实际情况进行调整适配。 在开始下面示例之前,请大家确保已经安装好PaddleSeg开发环境(安装说明)。 1 准备数据 …...

UNIAPP popper气泡弹层【unibest框架下】vue3+typescript
看了下市场的代码,要么写的不怎么好,要么过于复杂。于是把市场的代码下下来了自己改。200行代码撸了个弹出层组件。兼容H5和APP。 功能: 1)只支持上下左右4个方向的弹层不支持侧边靠齐 2)不对屏幕边界适配 3)支持弹层外边点击自动隐藏 4)支持…...
launcher.py: error: the following arguments are required: --output_dir
记录一个LLaMA-Factroy配置过程。 安装 git clone --depth 1 https://github.com/hiyouga/LLaMA-Factory.git cd LLaMA-Factory pip install -e ".[torch,metrics]"训练 CUDA_VISIBLE_DEVICES0 llamafactory-cli train example/train_lora/.yaml按理说配置好文件应…...

C语言基础之结构体
今天我们来讲讲C语言基础的最后一个知识点了 —— 结构体。不知道大家对前面的C语言基础的知识点掌握的怎么样了呢?下面我们就开始讲解结构体的相关知识点吧! 什么是结构体呢?或者说结构体有什么作用呢?对于复杂对象来说ÿ…...

Redis入门第四步:Redis发布与订阅
欢迎继续跟随《Redis新手指南:从入门到精通》专栏的步伐!在本文中,我们将深入探讨Redis的发布与订阅(Pub/Sub)模式。这是一种强大的消息传递机制,适用于各种实时通信场景,如聊天应用、实时通知和…...
MySQL 之权限与授权
MySQL 权限及授权系统用于控制数据库用户对数据库资源的访问和操作权限。它提供了一种细粒度的安全控制机制,确保只有被授权的用户才能执行特定的操作。MySQL 的权限控制体系非常灵活,支持多种权限类型及级别(数据库、表、列、存储过程等&…...
解决方案:Pandas里面的loc跟iloc,有什么区别
文章目录 一、现象二、解决方案案例使用loc使用iloc 简单总结 一、现象 在用Pandas库处理数据的时候,久而久之不用loc跟iloc,难免会有些混乱记混 二、解决方案 在Pandas中,loc和iloc是两种常用的数据选择方法,它们的主要区别在…...
C# 和 C++ 混合编程
以下是一个关于 C# 和 C 混合编程 的教程详细目录,涵盖了混合编程中的各个重要方面: 目录 1. 引言 1.1 什么是混合编程? 1.2 为什么选择 C# 和 C 进行混合编程? 1.3 应用场景和优势 2. 基本概念 2.1 C# 和 C 的基础差异 2.…...

Vxe UI vue vxe-table 实现表格单元格选中功能
Vxe UI vue vxe-table 实现表格单元格选中功能 在表格中实现鼠标点击任意单元格,选取的功能,通过 mouse-config 配置就可以开启单选功能,多选单元格选取功能需安装插件支持。 代码 参数说明 mouse-config 鼠标配置项: selected&…...

组合模式详解
1、组合模式基本介绍 1) 组合模式(Composite Pattern),又叫部分整体模式,它创建了对象组的树形结构,将对象组合成树状结构以 表示“整体-部分”的层次关系。 2) 组合模式依据树形结构来组合对象,用来表示部…...

AltiumDesigner脚本开发-DIP封装制作
1.点击工具栏的运行工具(蓝色向右三角图标)可以执行脚本程序; 2.点击菜单栏Run->Run可以执行脚本程序; 3.在脚本编辑器中,按键盘的F9键可以执行脚本程序; 4.通过菜单栏执行脚本程序(需要将程序添加到菜单栏中&am…...

乌班图基础设施安装之Mysql8.0+Redis6.X安装
简介:云服务器基础设施安装之 Mysql8.0Redis6.X 安装 Docker安装 # 按照依赖 yum install -y yum-utils device-mapper-persistent data lvm2 Docker Mirror 从去年开始. hub.docker.com[1] 在国内的访问速度极慢. 当时大家主要还是依赖国内的一些镜像源: 如中科…...

【动态规划-最长递增子序列(LIS)】力扣673.最长递增子序列的个数
给定一个未排序的整数数组 nums , 返回最长递增子序列的个数 。 注意 这个数列必须是 严格 递增的。 示例 1: 输入: [1,3,5,4,7] 输出: 2 解释: 有两个最长递增子序列,分别是 [1, 3, 4, 7] 和[1, 3, 5, 7]。 示例 2: 输入: [2,2,2,2,2] 输出: 5 解释:…...

SQL优化 where谓词条件is null优化
1.创建测试表及谓词条件中包含is null模拟语句 create table t641 as select * from dba_objects; set autot trace select SUBOBJECT_NAME,OBJECT_NAME from t641 where OBJECT_NAMEWRI$_OPTSTAT_SYNOPSIS$ and SUBOBJECT_NAME is null; 2.全表扫描逻辑读1237 3.创建等值谓词条…...

Starrocks 元数据恢复 failed to load journal type 10242
fe 启动异常 2024-10-08 09:24:57.66908:00 INFO (stateChangeExecutor|87) [DatabaseTransactionMgr.replayUpsertTransactionState():1702] remove expired transaction: TransactionState. txn_id: 189324, label: delete_031c5090-7e2d-11ef-bdd8-000c29967e13, db id: 100…...

《深度学习》神经语言模型 Word2vec CBOW项目解析、npy/npz文件解析
目录 一、关于word2vec 1、什么是word2vec 2、常用训练算法 1)CBOW 2)SkipGram 二、关于npy、npz文件 1、npy文件 1)定义 2)特性 3)用途 4)保存及读取 运行结果: 运行结果…...

黄粱一梦,镜花水月总是空
总有人间一两风,埋我十万八千梦 自古以来,梦在我们的生活中一直是一个神秘玄幻而又发人深省的存在,我们一生中有三分之一的时间都在睡觉,做过的梦也是丰富多彩数不胜数。 而从科学的角度来说,梦是我们潜意识里的生活…...

国防科技大学计算机基础课程笔记02信息编码
1.机内码和国标码 国标码就是我们非常熟悉的这个GB2312,但是因为都是16进制,因此这个了16进制的数据既可以翻译成为这个机器码,也可以翻译成为这个国标码,所以这个时候很容易会出现这个歧义的情况; 因此,我们的这个国…...

idea大量爆红问题解决
问题描述 在学习和工作中,idea是程序员不可缺少的一个工具,但是突然在有些时候就会出现大量爆红的问题,发现无法跳转,无论是关机重启或者是替换root都无法解决 就是如上所展示的问题,但是程序依然可以启动。 问题解决…...

springboot 百货中心供应链管理系统小程序
一、前言 随着我国经济迅速发展,人们对手机的需求越来越大,各种手机软件也都在被广泛应用,但是对于手机进行数据信息管理,对于手机的各种软件也是备受用户的喜爱,百货中心供应链管理系统被用户普遍使用,为方…...
<6>-MySQL表的增删查改
目录 一,create(创建表) 二,retrieve(查询表) 1,select列 2,where条件 三,update(更新表) 四,delete(删除表…...

【JavaEE】-- HTTP
1. HTTP是什么? HTTP(全称为"超文本传输协议")是一种应用非常广泛的应用层协议,HTTP是基于TCP协议的一种应用层协议。 应用层协议:是计算机网络协议栈中最高层的协议,它定义了运行在不同主机上…...

DAY 47
三、通道注意力 3.1 通道注意力的定义 # 新增:通道注意力模块(SE模块) class ChannelAttention(nn.Module):"""通道注意力模块(Squeeze-and-Excitation)"""def __init__(self, in_channels, reduction_rat…...
测试markdown--肇兴
day1: 1、去程:7:04 --11:32高铁 高铁右转上售票大厅2楼,穿过候车厅下一楼,上大巴车 ¥10/人 **2、到达:**12点多到达寨子,买门票,美团/抖音:¥78人 3、中饭&a…...

关键领域软件测试的突围之路:如何破解安全与效率的平衡难题
在数字化浪潮席卷全球的今天,软件系统已成为国家关键领域的核心战斗力。不同于普通商业软件,这些承载着国家安全使命的软件系统面临着前所未有的质量挑战——如何在确保绝对安全的前提下,实现高效测试与快速迭代?这一命题正考验着…...
rnn判断string中第一次出现a的下标
# coding:utf8 import torch import torch.nn as nn import numpy as np import random import json""" 基于pytorch的网络编写 实现一个RNN网络完成多分类任务 判断字符 a 第一次出现在字符串中的位置 """class TorchModel(nn.Module):def __in…...
Android第十三次面试总结(四大 组件基础)
Activity生命周期和四大启动模式详解 一、Activity 生命周期 Activity 的生命周期由一系列回调方法组成,用于管理其创建、可见性、焦点和销毁过程。以下是核心方法及其调用时机: onCreate() 调用时机:Activity 首次创建时调用。…...