MIX Fold3包裝盒泄露 新機(jī)本月登場(chǎng)
小米的全新折疊屏旗艦MIX Fold3將于本月發(fā)布，近日該機(jī)的真機(jī)包裝盒在網(wǎng)上泄露。從圖上來(lái)看，新的MIX Fold3包裝盒在外觀設(shè)計(jì)方面延續(xù)了之前的方案，變化不大，這也是目前小米旗艦
單例可以說(shuō)是眾多設(shè)計(jì)模式中最常用的了，同時(shí)單例設(shè)計(jì)模式也是一個(gè)老生常談的問(wèn)題，這是因?yàn)閷懸粋€(gè)單例卻是很簡(jiǎn)單，但是想要寫好一個(gè)單例卻比較難。
首先我們先來(lái)理一下在C++中實(shí)現(xiàn)單例最基本的幾個(gè)步驟：
#include <iostream>class Singleton {private: // 聲明 static Singleton* instance; int a{0}; Singleton() { std::cout << "Singleton 構(gòu)造函數(shù)" << std::endl; } Singleton(const Singleton& temp) { std::cout << "Singleton 拷貝構(gòu)造函數(shù)" << std::endl; } Singleton& operator = (const Singleton& temp){ return *instance; }public: static Singleton* getInstance() { return instance; } void addA(){ a++; } void printA(){ std::cout << "printA:" << a << std::endl; }};// 類靜態(tài)變量要在類內(nèi)聲明，類外定義Singleton *Singleton::instance = new Singleton;int main() { Singleton* singleton = Singleton::getInstance(); singleton->addA(); singleton->printA(); return 0;}這種寫法常用，但是也藏了一些隱患，比如如果使用者自作聰明在通過(guò)函數(shù)getInstance獲取到了單例指針，使用完畢后調(diào)用delete刪除了指針那怎么辦？ 請(qǐng)問(wèn)作為"資深"的復(fù)制粘貼工程師你知道怎么避免這種情況嗎？
一把情況下我們?nèi)绻幌Ｍ_(kāi)發(fā)者調(diào)用delete刪除指針，可以直接重載delete函數(shù)，并且將其設(shè)置偉私有方法，或者在C++11以上我們直接使用delete關(guān)鍵字將delete函數(shù)禁用掉。
上面的代碼例子是指針形式的單例，當(dāng)然你也可以試試非指針式的單例書寫，其實(shí)更推薦非指針式的單例。
#include <iostream>#include <mutex>class Singleton {private: int a{0}; // 聲明 static std::mutex mtx; static Singleton* instance; Singleton(){ } Singleton(const Singleton& temp) { std::cout << "Singleton 拷貝構(gòu)造函數(shù)" << std::endl; } Singleton& operator=(const Singleton& temp){ return *instance; }public: static Singleton* getInstance() { // 鎖、雙重判斷 if(nullptr == instance){ mtx.lock(); if (nullptr == instance) { instance = new Singleton(); } mtx.unlock(); } return instance; } void addA(){ a++; } void printA(){ std::cout << "printA:" << a << std::endl; }};// 需要定義std::mutex Singleton::mtx;Singleton *Singleton::instance{nullptr};int main() { Singleton* singleton = Singleton::getInstance(); singleton->addA(); singleton->printA(); return 0;}想用懶加載模式，同時(shí)為了保證線程安全，以上代碼是很多童鞋會(huì)寫出的示例代碼，然而在C++上述代碼卻并不能一定保證正確。
這是因?yàn)槌绦蛟趫?zhí)行的過(guò)程中，出于效率的考量，兩個(gè)（在當(dāng)前線程中）沒(méi)有依賴的指令可能會(huì)調(diào)換順序執(zhí)行也就是 CPU 動(dòng)態(tài)調(diào)度。對(duì)于 CPU 來(lái)說(shuō)，這已經(jīng)是幾十年的老技術(shù)了， 這里就不多說(shuō)了。
因此以上這個(gè)鎖加雙重判斷的懶漢模式既繁瑣又不安全，并不推薦。
在單例的實(shí)現(xiàn)中，我們實(shí)際上是希望實(shí)現(xiàn)「執(zhí)行且只執(zhí)行一次」的語(yǔ)義。這在 C++11 之后，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)實(shí)際已經(jīng)提供了這樣的實(shí)現(xiàn)。 那就是std::once_flag和std::call_once。它們內(nèi)部利用互斥量和條件變量組合，實(shí)現(xiàn)了「執(zhí)行且只執(zhí)行一次」這樣的語(yǔ)義。
下面我們看看使用std::once_flag和std::call_once實(shí)現(xiàn)的單例代碼實(shí)例：
#include <iostream>#include <mutex>class Singleton {private: int a{0}; // 聲明 static std::once_flag flag; static Singleton* instance; Singleton(){ std::cout << "Singleton 構(gòu)造函數(shù)" << std::endl; } Singleton(const Singleton& temp) { std::cout << "Singleton 拷貝構(gòu)造函數(shù)" << std::endl; } Singleton& operator=(const Singleton& temp){ return *instance; }public: static Singleton* getInstance() { std::call_once(flag, [&]() -> void { instance = new Singleton; }); return instance; } void addA(){ a++; } void printA(){ std::cout << "printA:" << a << std::endl; }};// 需要定義std::once_flag Singleton::flag;Singleton *Singleton::instance{nullptr};int main() { Singleton* singleton = Singleton::getInstance(); singleton->addA(); singleton->printA(); Singleton::getInstance()->addA(); Singleton::getInstance()->printA(); return 0;}實(shí)例代碼運(yùn)行結(jié)果：
需要注意的是，所有的 std::once_flag 內(nèi)部共享了同一對(duì)互斥量和條件變量。因此當(dāng)存在很多 std::call_once 的時(shí)候，性能會(huì)有所下降。 但是從另外一個(gè)角度想想如果一個(gè)程序中存在很多的std::call_once，那么這個(gè)程序本身就設(shè)計(jì)得很不合理，這種情況更應(yīng)該從程序設(shè)計(jì)的源頭上避免。
在 C++11 之后，C++標(biāo)準(zhǔn)保證函數(shù)靜態(tài)成員的初始化是線程安全的，對(duì)其讀寫則不保證線程安全。既然如此，那么我在直接在函數(shù)內(nèi)部使用static 修飾一個(gè)單例變量不就好了么？
精簡(jiǎn)一下代碼如下：
#include <iostream>class Singleton {private: int a{0}; Singleton(){ std::cout << "Singleton 構(gòu)造函數(shù)" << std::endl; } Singleton(const Singleton& temp) { std::cout << "Singleton 拷貝構(gòu)造函數(shù)" << std::endl; } Singleton& operator=(const Singleton& temp){ return *this; }public: static Singleton* getInstance() { static Singleton instance; return &instance; } void addA(){ a++; } void printA(){ std::cout << "printA:" << a << std::endl; }};int main() { Singleton* singleton = Singleton::getInstance(); singleton->addA(); singleton->printA(); Singleton::getInstance()->addA(); Singleton::getInstance()->printA(); return 0;}以上代碼實(shí)現(xiàn)的單例即是線程安全，同時(shí)也是懶加載的，這就是在C++11之后，Effective C++最推薦的單例模式寫法。
實(shí)現(xiàn)一個(gè)類模板，其模板參數(shù)是希望由單例管理的類的名字，并提供 getInstance 之類的靜態(tài)接口。這種做法的好處是希望被單例管理的類，可以自由編寫，而無(wú)需繼承基類；并且在需要的時(shí)候，可以隨時(shí)脫去單例外衣。
#include <iostream>template <typename T>struct Singleton { static T* getInstance() { static T ins; return &ins; }};class A{private: int a{0}; A(const A& tmp){ std::cout << "A拷貝構(gòu)造函數(shù)" << std::endl; } A& operator=(const A& tmp){ std::cout << "A賦值運(yùn)算符" << std::endl; return *this; }public: A(){ std::cout << "A構(gòu)造函數(shù)" << std::endl; } void addA(){ a++; } void printA(){ std::cout << "printA:" << a << std::endl; }};int main() { A* singleton = Singleton<A>::getInstance(); singleton->addA(); singleton->printA(); A* singleton1 = Singleton<A>::getInstance(); singleton1->addA(); singleton1->printA(); return 0;}由上面的代碼可以看出，單例管理就交給了模版Singleton去控制了，類A本身就不知乎嚴(yán)格控制自己是否是單例了，這種實(shí)現(xiàn)就比較的靈活，如果你想使用單例的類A就搭配Singleton的模版進(jìn)行使用即可， 如果你想使用非單例的類A就像正常那樣使用即可。
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