CN111240651A - 一种单例类接口调用方法、终端装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单例类接口调用方法、终端装置及存储介质，适用于应用开发技术领域。本发明提供的方法包括：定义单例类的instance接口的方法，并在所述单例类中定义一个变量，其中，所述变量用于标注所述instance接口访问状态信息；根据当前所述变量值，判断所述单例类的单例对象是否已被创建，当单例对象未被创建，则通过原子操作获取单例对象是否在创建过程中；当单例对象正被线程创建时，则等待所述线程中的单例对象创建完成，并返回创建完成的单例对象的对象指针。本发明中不使用传统加锁机制，而能够在保障线程安全的同时，提高单例类的实例接口的调用效率。

Description

一种单例类接口调用方法、终端装置及存储介质

技术领域

本发明属于应用开发领域，尤其涉及一种单例类接口调用方法、终端装置及存储介质。

背景技术

在项目开发或软件设计过程中，经常要用到单例模式，即应用该模式的类只有一个实例。单例提供了一种全局访问唯一对象的方法，保证全局访问的都是同一个对象。

而在实际使用单例类的过程中，为了保障线程安全，通常会在访问对象的接口内部，增加加锁同步机制，这种方式能够保障线程安全，但每次调用接口过程，都会涉及到加锁同步功能，导致调用效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种单例类接口调用方法、终端装置及存储介质，用于解决传统单例类使用加锁机制存在接口调用效率低的问题。

本发明实施例的第一方面，提供了一种单例类接口调用方法，包括：

定义单例类的instance接口的方法，并在所述单例类中定义一个变量，其中，所述变量用于标注所述instance接口访问状态信息；

根据当前所述变量值，判断所述单例类的单例对象是否已被创建，当单例对象未被创建，则通过原子操作获取单例对象是否处于创建过程中；

当单例对象正被另一线程创建，则等待所述线程中的单例对象创建完成，并返回创建完成的单例对象的对象指针。

本发明实施例的第二方面，提供了一种终端装置，包括：

定义模块，用于定义单例类的instance接口的方法，并在所述单例类中定义一个变量，其中，所述变量用于标注所述instance接口访问状态信息；

判断模块，用于根据当前所述变量值，判断所述单例类的单例对象是否已被创建，当单例对象未被创建，则通过原子操作获取单例对象是否处于创建过程中；

返回模块，用于当单例对象正被另一线程创建，则等待所述线程中的单例对象创建完成，并返回创建完成的单例对象的对象指针。

本发明实施例的第三方面，提供了一种终端装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本发明实施例第一方面所述方法的步骤。

本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的所述方法的步骤。

本发明实施例的第五方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的所述方法的步骤。

本发明实施例中，通过定义单例类的instance接口，通过变量标识instance接口调用状态，根据接口状态，判断单例对象是否被创建，通过原子操作获取创建状态，进而获得结果，通过本发明实施例中的方法可以不使用加锁机制，而保障线程安全，进而能够提高单例类实例化过程中的接口调用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的单例类接口调用方法的一个实施例流程图；

图2为本发明实施例提供的单例类接口调用方法的另一个实施例流程图；

图3为本发明实施例提供的单例类接口调用的终端装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的终端装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种单例类接口调用方法、终端装置及存储介质，用于提高接口调用效率。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，本发明实施例提供的单例类接口调用方法的流程示意图，包括以下步骤：

S101、定义单例类的instance接口的方法，并在所述单例类中定义一个变量，其中，所述变量用于标注所述instance接口访问状态信息；

所述单例类指的是在程序设计中只能拥有一个实例的特殊类，所述instance接口即类的实例化接口，通过该接口可以对所述单例类进行实例化。

可选的，设置所述instance接口权限为public，其中，所述instance接口为全局访问所述单例类的实例对象的唯一接口，确保单例类的全局唯一。

可选的，定义所述单例类的构造函数，并设置所述构造函数的属性为private。私有权限的类，类外部不能进行访问，其他类就不能直接调用进行实例化。

所述变量可以标注instance接口访问状态信息，当外部访问该接口时，通过变量值记录状态信息，如当变量值state＝1，则表示该接口被访问，单例对象被创建，state＝0，表示单例对象未被创建。

S102、根据当前所述变量值，判断所述单例类的单例对象是否已被创建，当单例对象未被创建，则通过原子操作获取单例对象是否处于创建过程中；

判断当前时刻变量的值，根据变量值判定是否有线程在创建单例对象。所属单例类的单例对象即单例类的实例化对象，在单例类的实例化过程中，一个线程只能进行一次的实例化操作。

所述原子操作指的是不会被线程调度机打断的操作，具体的，通过调用函数InterlockedCompareExchange获取对象是否在创建过程中。

可选的，当单例对象已被创建，则调用所述instance接口直接返回所述单例对象的对象指针。

可选的，当所述单例对象未处于创建过程，则创建单例对象，并更改所述变量表示的状态，调用instance直接返回所述单例对象的对象指针。

S103、当单例对象正被另一线程创建时，则等待所述线程中的单例对象创建完成，并返回创建完成的单例对象的对象指针。

当单例类的实例化正通过其他一个线程进行时，设定当前线程的创建操作进入等待状态，这样可以实现线程互斥，避免两个线程竞争影响CPU调度时，线程响应速度。

所述对象指针为指向类的数据成员及成员函数指针，通过该指针可以访问到实例对象。

上述步骤，根据标识状态的变量的值，判断实例对象是否被创建，再结合原子操作判定是否在创建过程中，实现线程互斥，进而保障线程合理调度，保障线程安全，同时，由于不必使用加锁机制，接口调用效率大大提高。

在图1的基础上，结合图2详述单例对象状态判断的具体过程，如下：

在单例类中定义一个变量instance_state后，每当外部访问instance接口时，更改instance_state的值，如设定访问instance接口，创建单例对象时，将instance_state值为1，未创建单例对象时，将值设为0。

在S201中，调用InterlockedExchange判断单例类的实例对象当前状态，如果已经创建成功，则调用instance直接返回对象指针。

而在1创建实例对象的情况下，进入步骤S203先通过原子操作InterlockedCompareExchange快速获取单例对象是否在创建过程中，若单例对象正被一个线程创建，则调用yieldCurrentThread等待单例对象创建创建完成，最后再调用instance返回该对象指针。

当单例对象不是在创建过程中，则通过new创建该单例对象，并设置instance_state变量的状态为已经创建成功，如设置instance_state值为2表示已经创建成功，然后返回创建成功的单例对象的对象指针。

在多线程并发时，要保证单例类的实例对象全局唯一，同时保障线程安全，传统的使用加锁机制在每个线程中都要去访问接口，当两个线程同时获得锁的权限后，线程发生竞争，影响CPU的正常调度，进而致使实例接口的调用受影响。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

实施例三：

上面主要描述了一种单例类接口调用方法，下面将对一种单例类接口调用的终端装置进行详细描述。

图3示出了单例类接口调用的终端装置的结构示意图，包括：

定义模块310，用于定义单例类的instance接口的方法，并在所述单例类中定义一个变量，其中，所述变量用于标注所述instance接口访问状态信息；

一般的，所述单例类指的是在程序设计中只能拥有一个实例的特殊类，所述instance接口即类的实例化接口，通过该接口可以对所述单例类进行实例化。

可选的，所述定义单例类的instance接口的方法之前还包括：

定义所述单例类的构造函数，并设置所述构造函数的属性为private。

可选的，所述定义单例类的instance接口的方法还包括：

设置所述instance接口权限为public，其中，所述instance接口为全局访问所述单例类的实例对象的唯一接口。

判断模块320，用于根据当前所述变量值，判断所述单例类的单例对象是否已被创建，当单例对象未被创建，则通过原子操作获取单例对象是否处于创建过程中；

判断当前时刻变量的值，根据变量值判定是否有线程在创建单例对象。所属单例类的单例对象即单例类的实例化对象，在单例类的实例化过程中，一个线程只能进行一次的实例化操作。

所述原子操作指的是不会被线程调度机打断的操作，具体的，通过调用函数InterlockedCompareExchange获取对象是否在创建过程中。

可选的，所述判断模块320包括：

返回单元，用于当单例对象已被创建，则调用所述instance接口直接返回所述单例对象的对象指针。

可选的，所述判断模块320还包括：

创建模块，用于当所述单例对象未被创建，则创建单例对象，并更改所述变量表示的状态，调用instance直接返回所述单例对象的对象指针。

返回模块330，用于当单例对象正被另一线程创建，则等待所述线程中的单例对象创建完成，并返回创建完成的单例对象的对象指针。

当前正通过其他一个线程创建单例对象时，设定当前线程的创建操作进入等待状态，这样可以实现线程互斥，避免两个线程同时获得内部锁，发生竞争进而影响CPU调度。

在本发明实施例中，以上所述终端装置中通过定义变量，判断单例类的实例对象当前状态，进而利用原子操作进行对应的创建或返回对象，可以在保障线程安全的同时，提高接口访问效率。

实施例四：

图4是本发明一实施例提供的动态库加载的终端装置结构的示意图。所述终端装置，为具备触摸屏的移动计算机设备，包括但不限于智能手机、智能手表、笔记本、平板电脑、POS机甚至包括车载电脑。如图4所示，该实施例的服务器4包括：存储器410、处理器420以及系统总线430，所述存储器410包括存储其上的可运行的程序4101，本领域技术人员可以理解，图4中示出的服务器结构并不构成对服务器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图4对终端装置的各个构成部件进行具体的介绍：

存储器410可用于存储软件程序以及模块，处理器420通过运行存储在存储器410的软件程序以及模块，从而执行终端的各种功能应用以及数据处理。存储器410可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据服务器的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器410可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

在存储器410上包含网络请求方法的可运行程序4101，所述可运行程序4101可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或多个模块/单元被存储在所述存储器410中，并由处理器420执行，以避免发生线程竞争时，实例接口调用效率偏低，所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序4101在所述服务器4中的执行过程。例如，所述计算机程序4101可以被分割为定义模块、判断模块及返回模块。

处理器420是服务器的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器410内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器410内的数据，执行终端的各种功能和处理数据，从而对终端进行整体监控。可选的，处理器420可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器420可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器420中。

系统总线430是用来连接计算机内部各功能部件，可以传送数据信息、地址信息、控制信息，其种类可以是例如PCI总线、ISA总线、VESA总线等。处理器420的指令通过总线传递至存储器410，存储器410反馈数据给处理器420，系统总线430负责处理器420与存储器410之间的数据、指令交互。当然系统总线430还可以接入其他设备，例如网络接口、显示设备等。

所述终端装置应至少包括网卡、输出设备等，其他构成部件在此不再赘述。

在本发明实施例中，该终端装置所包括的处理器420执行的可运行程序具体为：

定义单例类的instance接口的方法，并在所述单例类中定义一个变量，其中，所述变量用于标注所述instance接口访问状态信息；

根据当前所述变量值，判断所述单例类的单例对象是否已被创建，当单例对象未被创建，则通过原子操作获取单例对象是否处于创建过程中；

当单例对象正被另一线程创建时，则等待所述线程中的单例对象创建完成，并返回创建完成的单例对象的对象指针。

进一步的，所述定义单例类的instance接口的方法之前还包括：

定义所述单例类的构造函数，并设置所述构造函数的属性为private。

进一步的，所述定义单例类的instance接口的方法还包括：

设置所述instance接口权限为public，其中，所述instance接口为全局访问所述单例类的实例对象的唯一接口。

进一步的，所述根据当前所述变量值，判断所述单例类的单例对象是否已被创建还包括：

当单例对象已被创建，则调用所述instance接口直接返回所述单例对象的对象指针。

进一步的，所述当单例对象未被创建，则通过原子操作获取单例对象是否处于创建过程中还包括：

当所述单例对象未处于创建过程，则创建单例对象，并更改所述变量表示的状态，调用instance直接返回所述单例对象的对象指针。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各实施例的模块、单元和/或方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种单例类接口调用方法，其特征在于，包括：

定义单例类的instance接口方法，并在所述单例类中定义一个变量，其中，所述变量用于标注所述instance接口访问状态信息；

根据当前所述变量值，判断所述单例类的单例对象是否已被创建，当单例对象未被创建，则通过原子操作获取单例对象是否处于创建过程中；

当单例对象正被另一线程创建时，则等待所述线程中的单例对象创建完成，并返回创建完成的单例对象的对象指针。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定义单例类的instance接口的方法之前还包括：

定义所述单例类的构造函数，并设置所述构造函数的属性为private。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定义单例类的instance接口的方法还包括：

设置所述instance接口权限为public，其中，所述instance接口为全局访问所述单例类的实例对象的唯一接口。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前所述变量值，判断所述单例类的单例对象是否已被创建还包括：

当单例对象已被创建，则调用所述instance接口直接返回所述单例对象的对象指针。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当单例对象未被创建，则通过原子操作获取单例对象是否处于创建过程中还包括：

当所述单例对象未处于线程创建过程中，则创建单例对象，并更改所述变量表示的状态，调用instance直接返回所述单例对象的对象指针。

6.一种终端装置，其特征在于，包括：

定义模块，用于定义单例类的instance接口的方法，并在所述单例类中定义一个变量，其中，所述变量用于标注所述instance接口访问状态信息；

判断模块，用于根据当前所述变量值，判断所述单例类的单例对象是否已被创建，当单例对象未被创建，则通过原子操作获取单例对象是否处于创建过程中；

返回模块，用于当单例对象正被另一线程创建，则等待所述线程中的单例对象创建完成，并返回创建完成的单例对象的对象指针。

7.根据权利要求6所述的终端装置，其特征在于，所述判断模块包括：

返回单元，用于当单例对象已被创建，则调用所述instance接口直接返回所述单例对象的对象指针。

8.根据权利要求6所述的终端装置，其特征在于，所述判断模块还包括：

创建模块，用于当所述单例对象未处于线程创建过程中，则创建单例对象，并更改所述变量表示的状态，调用instance直接返回所述单例对象的对象指针。

9.一种终端装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述单例类接口调用方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述单例类接口调用方法的步骤。

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