设计模式——多线程下的懒汉式单例

"懒汉"模式虽然有优点， 但是每次调用 GetInstance()静态方法时， 必须判断NULL == m_instance， 使程序相对开销增大。多线程中会导致多个实例的产生， 从而导致运行代码不正确以及内存的泄露。

对于多线程的问题，我们可以看下面这个例子：

#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;
//懒汉式
class Singleton
{
private:
    Singleton(){
        Sleep(10);
    }
public:
    static Singleton* getInstance(){
        if(sin == NULL)//懒汉式： 1 每次获取实例都要判断 2 多线程会有问题
        {
            sin = new Singleton;
        }
        return sin;
    }
    static void deleteInstance(){
        if(sin != NULL)
        {
            delete sin;
            sin = NULL;
        }
    }
private:
    static Singleton * sin;//未初始化
};
Singleton * Singleton::sin = NULL; 

假设有多线程，第一个线程进入实例化，然后会运行Sleep函数，第二个线程肯定不是等上一个线程Sleep运行完才执行，然而上一个线程没有实例化完成，所以同样会进行实例化，然后运行Sleep，这样的话，等到Sleep运行完，会有多个实例产生。这样单例模式就失去了意义，浪费了开销。

懒汉式遇上多线程，将可能不再是单例。

解决方法：Double-Checked Locking（两次检查）

代码如下：

//临界区
static CCriticalSection cs;

static Singleton *Instantialize()
{
    if(pInstance == NULL) //double check
    {
        cs.Lock(); //只有当 pInstance 等于 null 时， 才开始使用加锁机制 二次检查
        if(pInstance == NULL)
        {
            pInstance = new Singleton();
        } 
        cs.Unlock();
    } return pInstance;
} 
static Singleton *pInstance;

解读：这里有一个临界区的概念，若想详细查看，可看操作系统相关。

1. 若第一个线程进入，第一次判断为空，继续进入，进行加锁，判断为空，继续进入创建实例。
2. 在第一个线程创建实例过程中，第二个线程也进入到加锁这行代码，犹豫加锁后还没解锁，线程2进入进入阻塞状态等待解锁，同样后面的线程3等也会进入此状态。
3. 之后，若线程1执行完实例化，解锁，线程2开始执行，但是已经实例化，所以不重新实例化，解锁跳出，之后的线程也是如此。新进入的线程第一次判空便会直接跳出。