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7 种单例模式实现方法大揭秘:从饿汉式到Meyers Singleton

饿汉式的实现通过一个静态变量instance来持有唯一实例,因为静态变量在程序启动时就会初始化。由于在程序启动时就创建实例,所以不存在多线程并发访问创建实例的问题,这种方式是线程安全的。...有两种常见的解决方案:加锁:使用互斥锁(mutex)来保证在实例创建过程中只有一个线程能够进入关键代码段,其他线程需要等待。在懒汉式实例获取方法中加入互斥锁可以解决线程安全性问题。...这样就可能出现在第一次检查时判断实例为空,但实际上还没有完成初始化的情况。可以通过设置合适的内存屏障或使用原子操作等技术来防止编译器优化,保证内存访问的顺序一致性。...与之前的示例不同,这里我们删除了复制构造函数和赋值运算符,以防止通过复制或赋值创建多个实例。Meyers’ Singleton 的原理是利用了 C++11 标准的静态局部变量初始化的线程安全性质。...由于静态局部变量的生命周期在程序运行期间持续存在,所以每次调用 getInstance() 方法都会返回同一个实例。

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【C++】单例模式「详尽版」

什么是单例模式 C++单例模式是一种非常重要的设计模式,它只允许一个类实例化出一个对象来,并提供一个全局访问点来获取该实例。...这个模式的主要目的是控制某个类的实例化过程,以避免产生多个实例对象而导致的资源消耗或数据不一致等问题。...是的,原因如下: 1.静态局部变量在程序启动阶段就已经被分配内存空间了,但是它的的初始化却是在第一次运行到它的时候,如果我们不调用GetOnly()方法,这个静态局部变量是不会被初始化的。...饿汉模式的缺点: 可能会造成资源浪费:在程序运行过程中始终存在实例,可能会占用一定的资源。 不支持延迟加载:无法实现延迟加载的特性。...懒汉模式的缺点: 线程安全性问题:在多线程环境下,需要额外的同步措施来保证线程安全。 可能存在性能问题:在第一次调用时需要进行实例化,可能会影响程序性能。

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    《Rust避坑式入门》第2章:解决多线程并发数据竞争的不可变性

    这是一个典型的将非线程安全的代码重构为线程安全的并发程序的例子,展示了如何正确处理多线程环境下的共享状态。 要运行代码清单2-1,可以用下面的方法找到没有行号的代码。...使用不当可能导致死锁,不要在持有锁的情况下尝试再次获取同一个锁。相比读写锁,不能同时允许多个读操作。过度使用可能降低程序的并发性。 Mutex适用于以下场景。多线程环境中需要共享和修改的数据。...右侧使用了 Mutex 来包装 available_tickets,而左侧使用了裸指针。这个差异的目的是为了避免多线程并发访问时的数据竞争。 右侧使用 Mutex 有以下几个原因。 线程安全。...右侧的 Mutex 保证了数据的一致性,防止多个线程同时修改导致的不一致状态。左侧的实现可能导致多个线程同时减少票数,最终票数不正确。 内存安全。...它在运行时执行借用规则检查。 不可变变量具有以下优势。有助于解决共享可变状态所带来的多线程并发时的数据竞争难题。在安全性方面,能防止意外修改,减少bug。

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    实现数据库连接池-后传

    1.引言 这篇文章是总结连接池所用到的技术点 2.单例模式 单例模式可以保证在整个应用程序中只有一个实例,这样可以避免多个实例对同一资源的访问冲突。...这意味着在程序开始运行时,Singleton 类的唯一实例尚未创建 静态成员变量是属于类的,而不是属于某个特定的对象。...为了避免创建多个实例,我们需要在临界区内再次检查 instance 变量是否为 nullptr。如果仍然为 nullptr,则创建一个新的实例;否则直接返回已有的实例。...实际的输出结果取决于线程的调度顺序和操作系统的实现细节,它是不确定的。 5.多线程 既然都讲到这里了,再简单说下C++的多线程 多线程是指在一个程序中同时运行多个线程来完成不同的任务。...如果多个线程需要访问共享数据,那么就需要使用同步机制(如互斥锁、原子变量等)来保证线程安全。

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    Go通关10:并发控制,同步原语 sync 包

    资源竞争 所谓资源竞争,就是在程序中,同一块内存同时被多个 goroutine 访问。对于这个共享的资源(内存)每个 goroutine 都有不同的操作,就有可能造成数据紊乱。...多次运行上面的程序,发现打印的结果可能存在不同,因为我们用多个协程来操作 sum,而 sum 不是并发安全的,存在竞争。...我们使用 go build、go run、go test 命令时,添加 -race 标识可以检查代码中是否存在资源竞争。 解决这个问题,我们可以给资源进行加锁,让其在同一时刻只能被一个协程来操作。...sync.Mutex 互斥锁,使同一时刻只能有一个协程执行某段程序,其他协程等待该协程执行完再依次执行。...sum += 1 } sync.RWMutex 上面我们使用互斥锁,来防止多个协程同时对 sum 做加法操作的时候产生数据错乱。

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    GoF 23种经典的设计模式——单例模式

    全局访问点:当需要在系统的多个组件或模块中共享某个对象实例时,可以使用单例模式提供一个全局的访问点。这样可以方便地在任何地方获取该实例,并确保实例的一致性。...资源共享和避免重复创建:当多个对象需要共享同一个资源,并且避免重复创建相同的对象时,可以使用单例模式。例如,在游戏开发中,多个对象可能需要共享一个纹理资源或音频资源。...单例模式的几种实现方式: 懒汉式(Lazy Initialization): 在懒汉式中,单例实例在首次使用时才被创建。 在多线程环境下,需要考虑线程安全性,以避免多个线程同时创建多个实例。...一种常见的线程安全的懒汉式实现方式是在 getInstance() 方法中使用双重检查锁定(Double-Checked Locking)和同步锁来确保只有一个线程创建实例。...在双重检查锁定中,首先检查实例是否已经被创建,如果没有,则使用同步锁对代码块进行加锁,然后再次检查实例是否已经被创建。

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    Rust中的多线程编程实战:从Mutex到Actor模型

    项目背景Rust 是一门以内存安全和高性能著称的系统编程语言,其独特的所有权模型通过编译时检查,确保程序在运行时不存在数据竞争(data race)或内存安全问题。...在多线程编程中,常见的挑战包括:数据竞争:多个线程同时访问同一内存地址,且至少一个线程在写入数据。死锁:多个线程相互等待对方释放资源,从而导致程序无法继续运行。...使用Mutex进行线程间同步Mutex是Rust中用于处理共享数据的同步原语,它确保同一时刻只有一个线程能够访问数据。Mutex通过锁来实现互斥,其他线程必须等待当前线程释放锁后才能访问数据。1....("Result: {}", *counter.lock().unwrap());}在这个例子中:我们使用Arc(原子引用计数)来共享Mutex,因为Mutex本身并不支持在多个线程间共享(Arc提供了线程安全的引用计数功能...死锁发生在多个线程互相等待对方释放资源时,导致程序无法继续执行。为了避免死锁,我们可以避免多个线程同时持有多个锁,或使用try_lock来避免长时间等待。

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    C++设计模式-单例模式讲解

    实现步骤: 声明单例类:定义类并将其构造函数相关设置为私有,这是为了防止产生多个单例 创建静态成员变量:声明一个静态成员变量来存储唯一的实例。...懒汉模式 定义:在第一次请求时创建单例实例。 优点:节省资源,因为只有在需要时才创建实例。 缺点:需要额外的同步机制例如锁来保证线程安全。...GetInstance()方法:这个静态成员函数检查_instance是否已经被初始化,如果没有,它创建一个新的单例实例。然后返回该实例的引用。...这是因为不加锁的话,多个线程可能在第一次初始化时创造出多个单例对象造成线程安全问题 通常可以使用锁或者call_once等等来同步 线程安全的简单使用例: 以call_once为例 #include 安全: 返回引用可以防止意外的空指针解引用错误。

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    【C++进阶学习】第十四弹——特殊类设计——探寻各种情况下类的应用

    使用 private 访问控制 将一个类声明为私有(private)可以防止外部代码创建该类的实例,但并不能阻止继承。为了防止继承,可以将基类的构造函数和析构函数设置为私有。...在这个例子中,getInstance 方法检查实例是否已经创建,如果没有,则创建一个新的实例。...2.3 饿汉式(线程安全) (这个涉及到线程安全的问题,如果还没有学习线程,可以先跳过这一部分) 在多线程环境下,懒汉式可能会出现问题,因为多个线程可能同时进入 if 判断,导致创建多个实例。...为了解决这个问题,可以使用互斥锁(mutex)来保证线程安全。...std::mutex Singleton::mutex; // 互斥锁的初始化 在这个例子中,我们使用了 std::mutex 来确保在多线程环境下,单例实例只被创建一次。

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    C# lock 语法糖实现原理--《.NET Core 底层入门》之自旋锁,互斥锁,混合锁,读写锁

    ,操作内容无需改变,所以线程锁具有很强的通用性 线程锁有不同的种类,下面将分别介绍自旋锁,互斥锁,混合锁,读写锁 自旋锁 自旋锁(Spinlock)是最简单的线程锁,基于原子操作实现 它使用一个数值来表示锁是否已经被获取...,也就是切换线程之前自旋锁没有机会被释放 互斥锁 由于自旋锁不适用于长时间运行,它的使用场景比较有限,更通用的线程锁是操作系统提供的基于原子操作与线程调度实现的互斥锁(Mutex) 与自旋锁一样,操作系统提供的互斥锁内部有一个数值表示是否已经被获取...,同一个线程每获取一次就加1,释放一次就减1,减1后如果计数器变为0就执行真正的释放操作,一般用在嵌套调用的多个函数中 Mutex 类的另一个特点是支持跨进程使用,创建时通过构造函数的第二个参数可以传入名称...)的进程会收到 AbandonedMutexException 异常 跨进程锁通常用于保护多个进程共享的资源或者防止程序多重启动 混合锁 互斥锁 Mutex 使用时必须创建改类型的实例,因为实例包含了非托管的互斥锁对象...,不需要事先创建指定类型的实例,并且涉及的非托管资源由 .NET 运行时自动释放,不需要手动调用释放函数 获取和释放混合锁需要使用 System.Threading.Monitor 类中的函数 C# 提供了

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    队列、进程互斥锁、线程

    应用:在程序使用同一份数据时,就会引发数据安全和数据混乱等问题,需要使用锁来维持数据的顺序取用。...线程通常是有益的,但是带来了不小程序设计难度,线程的问题是: 父进程有多个线程,那么开启的子线程是否需要同样多的线程。...在用户空间模拟操作系统对进程的调度,来调用一个进程中的线程,每个进程中都会有一个运行时系统,用来调度线程。此时当该进程获取CPU时,进程内再调度出一个线程去执行,同一时刻只有一个线程执行。...用户级线程的程序实体是运行在用户态下的程序,而内核支持线程的程序实体则是可以运行在任何状态下的程序。 5.5.2内核线程的优缺点 优点:当有多个处理机时,一个进程的多个线程可以同时执行。...虽然 Python 解释器中可以“运行”多个线程,但在任意时刻只有一个线程在解释器中运行。 对Python虚拟机的访问由全局解释器锁(GIL)来控制,正是这个锁能保证同一时刻只有一个线程在运行。

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    Go语言中常见100问题-#58 Not understanding race problems

    数据竞争&竞争条件 先来看一个数据竞争的实例,当两个goroutine同时访问同一个内存位置并且至少有一个正在写入时,就会产生数据竞争。...在Go语言中原子操作可以使用标准库中提供的atomic包。下面是使用atomic包实现原子自增的实例。...goroutine都对变量i进行自增操作,而是每个goroutine都对i进行赋值操作,并使用互斥锁的方法来防止数据竞争。...这个示例代码中是否存在数据竞争?不,不存在。两个goroutine都访问同一个变量,但是通过互斥锁保护i不能同时访问。然而,这个例子中i的值最后是确定的吗?不,不是。...总结,当我们在编写并发程序时,必须知道数据竞争和竞争条件是不同的。当多个goroutine同时访问同一个内存位置,并且至少有一个对其进行写入时,就会产生数据竞争,数据竞争意味着程序的输出是不确定的。

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    单例模式,真的非得用不可吗?

    ; // 防止移动赋值 private: static Singleton* instance; staticstd::mutex mutex_; // 线程安全 }; 在上述代码中...违反ODR(One Definition Rule)原则:单例模式要求某个类只有一个实例,但不同的模块可能会依赖于同一个类的多个实例,这就可能导致ODR原则的违反。...ODR原则要求在程序中同一类型的定义只能出现一次,而单例模式通常违反了这一点,尤其是在不同的模块中对单例的引用处理上,容易引入不一致的状态。...工厂模式:工厂模式(Factory Pattern)可以作为一种替代方案,通过工厂方法来管理对象的创建过程,避免使用单例模式中的静态实例。例如,使用工厂方法来控制实例化过程,避免静态变量的使用。...,可以确保在第一次使用时进行初始化,而且它会在程序退出时自动销毁,避免了手动管理内存的问题。

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    Go 并发编程面试题

    P 下,本地待运行队列为空 详细了解: sync.Mutex在 Go 语言中采用了自旋的机制来改善锁的性能。...复制 Mutex:在锁被使用的情况下复制sync.RWMutex可能导致不可预知的行为。在实例化后应使用指针来传递RWMutex。 可重入性:sync.RWMutex不是可重入的。...使用Wait需要遵循一定的模式来确保程序的正确性和避免竞态条件。 以下是Wait方法正确使用的步骤: 创建 Cond:在使用Wait前,需要创建一个sync.Cond实例。...互斥锁(Mutex) :部分实现中可能使用互斥锁来防止减少计数器时产生的竞态条件,尤其是在Wait方法内部检查计数器值时。...原子操作在并发编程中非常重要,因为它们允许程序在不适用锁的情况下防止竞态条件。这可以帮助减少死锁的可能性,并可以提高程序在多核处理器上的性能。

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    【QT】Qt文件和多线程

    指针 isRunning 判断线程是否正在运行 sleep 使程序休眠,单位为s,类似的函数:msleep单位为ms,usleep单位为us wait 阻塞线程,与此QTread对象关联的线程已经完成执行或者尚未启动都返回...,同一线程使用Qt::DirectConnection,不同线程使用Qt::UniqueConnection Qt::DirectConnection 信号发出时,槽函数会立即在同一线程中执行,适用于信号和槽在同一线程时...信号发出时,发送信号的线程会被阻塞,直到槽函数执行完毕,适用于信号和槽不在同一线程 Qt::UniqueConnection 确保信号与槽之间唯一连接关系的标志,可以使用位或操作与上述四种一种连接类型组合使用...,可以避免重复连接 2、线程安全 (1)互斥锁 互斥锁是一种保护和防止多个线程同时访问同一对象实例的办法,主要通过QMutex类来处理 QMutex 用于保护共享资源的访问,实现线程间的互斥操作,在多线程的环境下...,通过互斥锁来控制对共享数据的访问,确保线程安全 QMutex mutex; mutex.lock();//上锁 //访问共享资源 mutex.unlock();//解锁 QMutexLocker

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    【在Linux世界中追寻伟大的One Piece】多线程(三)

    而线程池维护着多个线程,等待着监督管理者分配可并发执行的任务。这避免了在处理短时间任务时创建与销毁线程的代价。线程池不仅能够保证内核的充分利用,还能防止过分调度。...单例模式的核心思想是控制对象的实例化过程,使得在整个应用程序中只有一个实例存在,并且所有对该实例的访问都通过同一个访问点进行。 4.2 -> 单例模式的特点 唯一性:单例模式确保一个类只有一个实例。...这意味着在整个应用程序的生命周期中,无论在何处调用该类的实例,都将返回同一个对象。 全局访问点:单例模式提供了一个全局访问点,通常是一个静态方法,用于获取该类的唯一实例。...这通常通过同步机制来实现,如使用锁或其他并发控制手段。 控制实例化:单例模式的构造函数通常是私有的,这防止了外部代码通过常规的构造函数创建新的实例。...双重if判断,避免不必要的锁竞争 volatile关键字防止过度优化 5 -> STL,智能指针和线程安全 5.1 -> STL中的容器是否是线程安全的 不是。

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    .NET基础拾遗(5)多线程开发基础

    进程拥有自己的程序块,拥有独占的资源和数据,并且可以被操作系统调度。But,即使是同一个应用程序,当被强制启动多次时,也会被安放到不同的进程之中单独运行。   ...线程是附属于进程的,一个进程可以包含1个或多个线程,并且同一进程内的多个线程共享一块内存块和资源。   ...二、.NET中的多线程编程   .NET为多线程编程提供了丰富的类型和机制,程序员需要做的就是掌握这些类型和机制的使用方法和运行原理。 2.1 如何在.NET程序中手动控制多个线程?   ...,从图中可以看出程序中通过FileIOPermission对象来控制对主线程对文件的访问权限,并且通过新建子线程来查看主线程的安全上下文的改变是否会影响到子线程。...这就叫"互斥锁"(Mutual exclusion,缩写 Mutex),防止多个线程同时读写某一块内存区域。   还有些房间,可以同时容纳n个人,比如厨房。

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    Golang并发编程控制

    例如互斥锁、读写锁、等等 同任务唯一执行-互斥锁 互斥锁(英语:Mutual exclusion,缩写 Mutex)是一种用于多线程编程中,防止两条线程同时对同一公共资源(比如全局变量)进行读写的机制。...更严重的情况是乙也往这块地方写数据,这样的一来,后果将变得不可收拾。因此,多个线程间共享的数据必须被保护。...达到这个目的的方法,就是确保同一时间只有一个临界区域处于运行状态,而其他的临界区域,无论是读是写,都必须被挂起并且不能获得运行机会。...但在实际的项目,如果运行一个较大的业务,需要运行的时间,我们无法预估,且并不合理。那我们该如何解决它?其实我们可以使用WaitGroup来进行阻塞主程序,防止退出。...像这种场景下就需要为map加锁来保证并发的安全性了,Go语言的sync包中提供了一个开箱即用的并发安全版map–sync.Map。开箱即用表示不用像内置的map一样使用make函数初始化就能直接使用。

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    C++并发编程中的锁的介绍

    - 除了atomic类型,C++11还引入了一些使用乐观锁的算法,如无锁队列和无锁哈希表等。这些算法使用原子操作来实现线程安全,同时充分利用了乐观锁的优势,避免了使用锁所带来的开销。...数据竞争(Data Race)指的是多个线程同时访问同一个共享变量,并且至少有一个线程对该变量进行了写操作。数据竞争是一种错误,因为它可能导致未定义的行为。...预防死锁的思路预防死锁: 破坏死锁的四个必要条件中的一个或多个来预防死锁。避免死锁: 和预防死锁的区别就是,在资源动态分配过程中,用某种方式防止系统进入不安全的状态。...检测死锁: 运行时出现死锁,能及时发现死锁,把程序解脱出来解除死锁:发生死锁后,解脱进程,通常撤销进程,回收资源,再分配给正处于阻塞状态的进程。... 允许同一个线程对互斥量多次上锁(即递归上锁),来获得对互斥量对象的多层所有权,std::recursive_mutex 释放互斥量时需要调用与该锁层次深度相同次数的 unlock(),可理解为 lock

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    (66) 理解synchronized 计算机程序的思维逻辑

    加了synchronized后,方法内的代码就变成了原子操作,当多个线程并发更新同一个Counter对象的时候,也不会出现问题,我们看使用的代码: public class CounterThread...多个线程是可以同时执行同一个synchronized实例方法的,只要它们访问的对象是不同的,比如说: Counter counter1 = new Counter(); Counter counter2...可重入是通过记录锁的持有线程和持有数量来实现的,当调用被synchronized保护的代码时,检查对象是否已被锁,如果是,再检查是否被当前线程锁定,如果是,增加持有数量,如果不是被当前线程锁定,才加入等待队列...Java不会主动处理,不过,借助一些工具,我们可以发现运行中的死锁,比如,Java自带的jstack命令会报告发现的死锁,对于上面的程序,在我的电脑上,jstack会有如下报告: ?...(mutex) {return c.remove(o);} } //.... } 这里线程安全针对的是容器对象,指的是当多个线程并发访问同一个容器对象时,不需要额外的同步操作,也不会出现错误的结果

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