單例概述

       單例意即類在整個工程里只能有一個實例。單例通常應用在如下場景中，類的構造是一個非常耗時的過程，並且，它沒有多次構造的必要性。例如。你可以打開一個資料庫連接，只在此連接上進行資料庫操作。

　　那麼怎確保它在整個工程中只有一個實例呢？我們可以通過將構造函數的訪問許可權設置為private，並輔助其它手段來保證，同時將拷貝構造函數和賦值構造函數聲明為delete的。

知識儲備

作用域

　  在C++中，變數根據定義的位置不同具有不同的生命周期，具體分為六種：語句作用域、類作用域、全局作用域、文件作用域、命名空間作用域、局部作用域（函數或者語句塊）。相應的變數也分為局部變數、全局變數、局部靜態變數和全局靜態變數。

局部變數、全局變數、局部靜態變數、全局靜態變數

　 生存周期和作用域：生存周期指的是變數從定義開始到銷毀經歷的時間範圍，而作用域指的是變數的可見代碼域。

       局部變數：局部變數具有局部作用域，例如函數的形參，定義在函數中的變數。從存儲空間上來看，局部變數是在棧上分配空間的。從生存周期來看，它僅存在與被定義時到離開局部作用域的那一刻。

       全局變數：全局變數具有全局作用域，意即，一個全局變數只能有一個定義，可以有多個聲明，其它文件需要使用這個全局變數的話，需要使用extern進行聲明，它被定義於任何函數（包括main函數）之外。從存儲的角度來看，它被保存在了ELF的.data段或者.bss段（根據是否被初始化而定）。從生存周期來看，它存在於整個程式運行期間，直到程式退出。

        靜態局部變數：靜態局部變數就是在局部變數的前面加了static修飾符，它的作用域範圍和局部變數相同，生存周期從定義時起，到進程結束時由操作系統負責銷毀。從空間分配上來說它在ELF的.data段。

        靜態全局變數：靜態全局變數就是在全局變數的前面加了static修飾符，它具有文件作用域，所謂文件作用域即指這個變數僅在定義它的文件中生效，對其它文件不可見，就是說可以在文件A和文件B中定義兩個同名的靜態全局變數。從空間分配的角度看，它在ELF文件的data段。

        那麼，類的數據成員怎麼分類呢？實際上，類的數據成員不適用於上述分類方式。普通數據成員就是類的實例的一部分，實例在，在數據成員在，實例不在，則數據成員亡。對靜態數據成員，它則是屬於類本身的，假設我們有一個數據，需要多個對象共用，那麼可以使用靜態數據成員。

單例-餓漢模式

　　所謂餓漢模式即指無論該單例在工程中是否使用，都創建好這個單例。在C++11下餓漢模式的構建利用了靜態變數在main函數開始執行前即初始化的行為。具體實現如下：

#ifndef SINGLETON_H_
#define SINGLETON_H_
#include <string>
#include <iostream>
class Singleton
{
private:
    static Singleton *m_SingleInstance; 
    std::string m_strInfo;
    Singleton(const Singleton &) = delete;    //copy Construct
    Singleton& operator=(const Singleton &)=delete;    //assign Construct 
    Singleton()
    {
        std::cout << "I am Constructed!"<< std::endl;
    }
    ~Singleton() = default;
public:
    void setInfo(const std::string strInfo)
    {
    m_strInfo = strInfo;
    }
    void getInfo(std::string &strInfo)
    {
    strInfo = m_strInfo;
    }
    static Singleton* getInstance();
};
#define SINGLETON Singleton::getInstance()
#endif

#include "Singleton.h"

Singleton* Singleton::m_SingleInstance = new Singleton();

Singleton* Singleton::getInstance()
{
    return m_SingleInstance;
}

#include "Singleton.h"

using namespace std;

int main(int argc,char *argv[])
{
    return(1);
}

       還有一個小小的MakeFile，第一次寫這個歡迎指正：

VPATH = ../
main:Singleton.o main.o
    g++ -g $^ -o main.out -std=c++11
main.o:main.cpp
    g++ -g -c $^ -o $@ -std=c++11
Singleton.o:Singleton.cpp
    g++ -g -c $^ -o $@ -std=c++11
.PHONY:clean
clean: 
    rm -r *.*

　　可以看到這個main函數里沒有任何對單例的引用，使用GDB調試，在main函數入口處打上斷點，可以看到在main函數還沒有進入時就列印了Singleton的構造函數內的輸出信息，這意味著類的靜態數據成員是在main函數進入之前就被初始化了的，所以使用這種方式創建的單例沒有線程安全的隱患。