--------------------对象性能--------------------
面向对象很好的解决了抽象的问题,但是必不可免的也付出了一定的代价。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,面向对象所带来的成本必须考虑。
单例:Singleton
享元:Flyweight
单例:Singleton
动机:
在软件系统中经常有这样一些特殊的类,必须保证他们在系统中只存在一个实例,才能保证他们的逻辑正确性,以及良好的效率。
如何绕过常规构造器,提供一种机制,来保证一个类只有一个实例?
这应该是类设计者的责任,而不是使用者的责任。
定义:
保证一个类只有一个实例,并提供一个该实例的全局访问点。
结构:
要点总结:
Singleton模式中的实例构造器,可以设置为protected,以允许子类派生。
一般不需要支持拷贝构造函数,和clone()接口,因为这样有可能导致多个对象实例,与Singleton模式初衷违背。
如何实现多线程环境下安全的Singleton模式?注意对双检查锁的正确实现。
代码演示:
class Singleton{
private:
Singleton();
Singleton(const Singleton& other);
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,但锁的代价过高
Singleton* Singleton::getInstance() {
Lock lock;
if (m_instance == nullptr) {
m_instance = new Singleton();
}
return m_instance;
}
//双检查锁,但由于内存读写reorder不安全
Singleton* Singleton::getInstance() {
if(m_instance==nullptr){
Lock lock;
if (m_instance == nullptr) {
m_instance = new Singleton();
}
}
return m_instance;
}
//C++ 11版本之后的跨平台实现 (volatile)
std::atomic<Singleton*> Singleton::m_instance;
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;
}
享元:Flyweight
动机:
定义:
运用共享技术有效的支持大量细粒度的对象。
结构:
要点总结:
代码演示:
#include<iostream>
class Font {
private:
//unique object key
string key;
//object state
//....
public:
Font(const string& key){
//...
}
};
class FontFactory{
private:
map<string,Font* > fontPool;
public:
Font* GetFont(const string& key){
map<string,Font*>::iterator item=fontPool.find(key);
if(item!=footPool.end()){
return fontPool[key];
}
else{
Font* font = new Font(key);
fontPool[key]= font;
return font;
}
}
void clear(){
//...
}
};