C++设计模式-单件

理解

1.       Singleton模式用来取代全局静态变量。C++通过静态成员变量来实现类实例全局唯一性。

2.       instance()方法是单件提供的唯一调用入口。

 

要点

1.       为了防止外界调用产生多个实例，将构造方法、析构方法、拷贝构造方法、赋值重载方法都作为protected。

2.       instance()方法产生对象方式有两种：使用局部static对象，生命期在首次进入局部生命期产生(见下面)，在程序结束时销毁；通过new产生新对象，在析构方法中delete对象。

3.       获取单件实例调用方式：Singleton::instance()获取对象指针。

4.       解决多线程资源竞争条件。使用著名的“双检测锁定”办法来解决，即在锁定前和锁定后都检测对象是否产生，这样既能保证加锁效率又能保证单件实例的唯一性。

 

应用

1.       代码部分使用类模版单件（CSingleton<T>），可产生不同种类的单件类。

2.       一个类要成为单件类，把单件类作为自己的友元来实现，因为CSingleton的构造和析构都是protected(下面的例子)；另外也有通过继承单件来实现。

3.       单件可以很简单实现，也可以足够复杂。Loki库实现了一个比较复杂的单件，将类型和各种策略（创建策略、生命期策略、线程策略等）作为模板参数，封装成了SingletonHolder类模板。详细可见：http://loki-lib.sourceforge.net/index.php?n=Pattern.Singleton

 

new产生新对象+友元实现的源码

#include <iostream> 
using namespace std; 
   
//////////////////Singleton定义 
/** 
* @class CSingleton 
* @brief 实现类把该类作为友元, 并且把构造函数作为非公有 
*         如: 
*          Class C 
*          { 
*          friend class CSingleton<C>; 
*          protected: 
*              C(){}; 
*          } 
*/
template<class T> 
class CSingleton 
{ 
public: 
    static T* instance() 
    { 
        //double check. 锁前和锁后检测，保证效率和多线程正确性 
        if (!m_pInstance) 
        { 
            CMutexGuard guard(m_lock);//TODO: 加锁.  
   
            if (!m_pInstance) 
            { 
                //static T t; 
                //m_pInstance = &t; 
                m_pInstance = new T; 
            } 
        } 
        return m_pInstance; 
    }; 
   
protected: 
    CSingleton(){}; //防止产生实例 
    CSingleton(const CSingleton&){}; //防止拷贝构造另一个实例 
    CSingleton &operator =(const CSingleton&){}; //防止赋值构造出另一个实例 
    virtual ~CSingleton() 
    { 
        if (m_pInstance) 
        { 
            delete m_pInstance; 
            m_pInstance = NULL; 
        } 
    }; 
   
private: 
    static T* m_pInstance; //类的唯一实例 
    //TODO: 省略了互斥锁成员m_lock 
}; 
   
   
//////////////////Singleton实现部分 
template<class T> T* CSingleton<T>::m_pInstance = NULL; 
   
   
/////////////////Singleton应用实例 
class CMyLog 
{ 
     
friend class CSingleton<CMyLog>; //作为友元可以访问CSingleton的保护成员 
   
public: 
    void Log(char* pszStr) 
    { 
        cout << "Log msg: " << pszStr << endl; 
    } 
   
private: 
    CMyLog(){}; //不允许直接实例化 
}; 
   
int main() 
{ 
    CMyLog* pLog = CSingleton<CMyLog>::instance(); 
    pLog->Log("hello word"); 
   
    system("pause"); 
    return 0; 
} 

使用局部static对象方式

 class CBz2Helper
 {
  static CBz2Helper& Instance()
  {
   static CBz2Helper Instance;
   return Instance;
  }

 }