浅谈单例模式 又叫对象性能模式

对象性能模式
面向对象很好地解决抽象的问题，但是必不可免地要付出一些代价，对于通常情况来讲，面向对象的成本大都可以忽略不计，
但是某些情况，面向对象所带来的的成本必须谨慎处理。
经典模式Singletion
怎么样利用面向对象技术实现一些松耦合的设计。
面向对象需要付出一些代价比如说抽象会有虚函数，内存的消耗。

使用动机：
在软件系统中，经常有一些特殊的类，必须保证他们在系统中只存在一个实例，才能确保他们的逻辑正确性、以及良好的效率。
如何绕过常规的构造器，提供一种机制来保证一个类只有一个实例？
这应该是是类设计者的责任，而不是使用者的责任。

1. 单例模式中的实例构造器可以设置为protected以允许子类派生。
2. 单例模式一般不要支持拷贝构造函数和clone接口，因为这有可能导致多个对象实例，与Singleton模式的初衷违背。、
3. 如何实现多线程环境下安全的Singleton?注意对双检查锁的正确使用。

class Singleton
{
private:
    Singleton();
    Singleton(const Singleton& other);//单例模式的构造函数和拷贝构造函数是私有的
public:
    static Singleton* getInstance();
    static Singleton* m_instance;    
};

Singleton* Singleton::m_instance = nullptr;

//线程非安全版本
Singleton* Singleton::getInstance()
{
    if(m_instance == nullptr)
    {
        m_instance = new Singleton();
    }
    return m_instance;

}

//线程安全版本,但是锁代价比较高。

Singleton* Singleton::getInstance()
{   
 
        mutex_1.lock();
        if(m_instance == nullptr)
        {
            m_instance = new Singleton();
        }
        mutex_1.unlock();

    return m_instance;
}

//双重检查，但由于内存读写reorder不安全  存在问题

Singleton* Singleton::getInstance()
{   
    if(m_instance == nullptr)     //双重检查
    {
        mutex_1.lock();
        if(m_instance == nullptr)
        {
            m_instance = new Singleton();
        }
        mutex_1.unlock();
    }
    return m_instance;
}

一定是先分配内存，在执行构造器，在进行赋值
//c++11版本之后的跨平台（volatile）

std::atomic<Singleton*> Singleton::m_instance;//声明一个原子对象
std::mutex Singleton::m_mutex;

Singleton* Singleton::getInstance()
{
   Singleton* tmp= m_instance.load(std::memory_order_relaxed);
   std::atomic_thread_fence(std::memory_order_acquire);//获取内存fence
   if(tmp == nullptr)
   {
      std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex);
      tmp = m_instance.load(std::memory_order_relaxed);
      if(tmp == nullptr)
      {
          tmp = new Singleton;
          std::atomic_thread_fence(std::memory_order_release);//释放内存fence
          m_instance.store(tmp,std::memory_order_relaxed);
      }
   }
   return tmp;
}

保证一个类仅有一个实例，并提供一个该类的全局访问点。