C++单件类，设计模式-单件

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定义

单件（Singleton）模式保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

  

结构

 

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，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。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

 

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)

        {

            //TODO: 加锁. CMutexGuard guard(m_lock);

  

            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;

}