1. 单例模式介绍

有些时候我们在做 qt 项目的时候,要用到很多类. 例如我们用到的类有 A,B,C,D. 其中,A 是 B,C,D 中都需要用到的类,A 类非常的抢手. 但是,A 类非常的占内存,定义一个 A 对象需要 500M 内存,假如在 B,C,D 中都定义一个 A 类对象,对内存的消耗是可想而知的.

所以 B,C,D 分别都定义一个 A 类对象是不可能的. 那么我们此时就希望: 能不能把 A 定义成"全局变量",然后这样子 B,C,D 类都能访问,并且整个程序就只有这一个 A?

答案是可以的,定义 A 的时候以单例模式定义即可

单例模式作为一种常用的软件设计模式，主要是用来保证系统中只有一个实例，例如一般一个程序中只有一个日志输出实例，一个系统中只有一个数据库连接实例，这时候用单例模式非常合适。

单例模式用来做什么

正如之前所说,单例模式:

(1) 整个程序只有一个对象;

(2) 整个程序都能访问到它;

(3) 分为"懒汉模式"和"饿汉模式";

(4) "懒汉模式"是用到单例的时候才创建,否则不创建对象;

(5) "饿汉模式"是在程序启动时就需要创建变量;

懒汉模式是时间换空间，饿汉模式是空间换时间。

单例模式是在大型项目用到非常多的,例如:

(1) 一个日记记录类,必须整个程序只能有一个,假如有 2 个,在写日志文件时会相互"践踏".

(2) 数据库操作,连接类,必须整个程序只能有一个,假如有 2 个就会出问题,你想看假如 2 个进程同时使用同一个账号,然后写入同一个数据会发生什么事情...

单例模式有效的解决了重复定义对象的问题,假如配合互斥锁,还可以解决多进程,线程之间的同步互斥问题, 也就是同一时间只能有一个进程操作单例对象。

2.单例模式实现

设计单例模式非常简单：

cpp文件实例：

//这句一定要写,因为 self 是静态变量,必须要初始化值
ClassA* ClassA::self = NULL;
ClassA *ClassA::getInstance()
{
 //判断是否是第一次调用
 //假如不为 NULL,会直接 return
 if (self == NULL) {
 //防止多进程同时调用创建 2 个对象的问题
 //原理是因为是静态变量只会定义一次
 static QMutex mutex;
 //上锁
 QMutexLocker locker(&mutex);
 //在判断一次,防止其它进程抢先 new 过了
 if (self == NULL) {
 self = new ClassA;
 }
 }
 return self; //返回指针
}

h头文件实例：

class ClassA : public QObject
{
 Q_OBJECT
public:
 //通过它获取 self 指针,这个函数是静态调用,不需要创建对象就可以访问
 static ClassA *getInstance(); //返回自身的指针
 //构造函数
 explicit ClassA(QObject *parent = 0);
 void hello(){ //一个普通函数
 qDebug() << "hello world";
 }
private:
 static ClassA *self; //静态指针
};
#endif // ICONFONT_H

在其他类里的调用方法：

ClassA::getInstance()->hello();

其中:

ClassA::getInstance()会获取全局的 self 指针,通过这个指针我们可以访问到里边的函数。在任何类里,都可以无条件访问 A 对象,并且不需要创建 A 对象,而且 A 对象全局只有一个实例:

(1) 在类 A 里定义一个静态的指针 self;

(2) 当调用获取 A 对象的指针时,判断这个 self 是否为空,假如为空则创建新对象并赋值给 self 并返回 self,存在则直接返回 self;

在此使用用的最多的"懒汉模式"进行演示:

cpp 代码如下（以数据库为例（多个 ui 界面都使用到此类））:

#include "qmqttclient.h"
#include <QMutex>
#include <QMutexLocker>
#include <QMessageBox>
//构造函数
QmqttClient::QmqttClient()
{
 
}
//这句一定要写,因为 self 是静态变量,必须要初始化值
QmqttClient* QmqttClient::mqttSelf = NULL;
QmqttClient *QmqttClient::getInstance()
{
 //判断是否是第一次调用
 //假如不为 NULL,会直接 return
 if (mqttSelf == NULL) {
 //防止多进程同时调用创建 2 个对象的问题
 //原理是因为是静态变量只会定义一次
 static QMutex mutex;
 //上锁 QMutexLocker 会锁住 mutex，当 QMutexLocker 被释放的时候自动解锁
 //locker 是局部变量，所以 getInstance 函数结束时会自动解锁
 QMutexLocker locker(&mutex);
 //在判断一次,防止其它进程抢先 new 过了
 if (mqttSelf == NULL) {
 mqttSelf = new QmqttClient;
 }
 }
 return mqttSelf; //返回指针
}

头文件

#ifndef QMQTTCLIENT_H
#define QMQTTCLIENT_H
#include <QObject>
#include "qmqtt.h"
#include <QtCore>
class QmqttClient : public QObject{
 Q_OBJECT
public:
 //通过它获取 self 指针，这个函数是静态调用，不需要创建对像就可以访问，函数名
自定义
 //这个函数的作用是给别人获取它的静态对象 返回自身的指针
 static QmqttClient *getInstance();
// void hello(){ //一个普通函数
// qDebug() << "hello world";
private:
 QmqttClient(); //构造函数，写在 private 下，不允许 new 生成单例
 static QmqttClient *mqttSelf;//静态指针
};

在其他类里的调用方法：