转 -- Singleton模式

这两天需要看看设计模式中的几个常用模式，于是就边看边记录了。

 

先来一个基本的，原址如下：

http://developer.51cto.com/art/200907/135303.htm

 

最简单的设计模式学习：Singleton模式

本文介绍了学习设计模式中最简单的模式：Singleton模式。Singleton的用处自然是保证一个类只有一个唯一的实例。

 

学习设计模式，自然从最简单的模式入手，而最简单的模式便是Singleton。所以第一篇就来所以说Singleton模式。看完GOF和Design patterns in Java的书，感觉Singleton虽然简单，但是想写出一个好的Singleton也不是一上来就能写出来的。

Singleton模式的用处自然是保证一个类只有一个唯一的实例。在建模中涉及到的只能有一个对象，例如Struts中的Action类就是一例。除此之外，Singleton还使得该对象只有一个全局访问点。这就是SIngleton的作用。

说得比较抽象，我们来看一个简单Singleton的C++和Java的代码：

C++ Singleton模式：

类定义：

class Singleton    
{  
public:  
    static Singleton * Instance();  
    ~Singleton();  
 
private:  
    Singleton();  
 
    static Singleton * instance;  
}; 

方法实现：

Singleton * Singleton::instance = 0;  
 
Singleton::Singleton()  
{  
 
}  
 
Singleton::~Singleton()  
{  
 
}  
 
Singleton * Singleton::Instance()  
{  
    if (instance == 0) {  
        instance = new Singleton();  
    }  
 
    return instance;  
} 

Java Singleton模式：

public class Singleton {  
      
    private static Singleton instance;  
      
    public static Singleton getInstance() {  
        if (instance == null)  
            instance = new Singleton();  
          
        return instance;  
    }  
      
    /** *//** Creates a new instance of Singleton */  
    private Singleton() {  
    }  
} 

通过上面的例子可以看出，Singleton的实现并不难，只要将构造函数访问域设为私有，然后添加一个静态引用和一个获得该应用的静态方法即可。其实在C++中定义一个全局静态变量也可以达到这个效果，但是像Java这样的语言就是能使用Singleton了。

上面的程序有一个问题，就是只能运行在单线程的环境下。为此我在C++上作了个实验。首先#include 。在SIngleton::Instance()函数中增加一个Sleep(1000)，程序如下：

Singleton * Singleton::Instance()  
{  
    if (instance == 0) {  
        Sleep(1000);  
        instance = new Singleton();  
    }  
 
    return instance;  
} 

然后在主函数中创建两个线程，程序如下：

static Singleton * s1 = 0, * s2 = 0;  
 
DWORD WINAPI ThreadProc1(PVOID)  
{  
    s1 = Singleton::Instance();  
 
    return 0;  
}  
 
DWORD WINAPI ThreadProc2(PVOID)  
{  
    s2 = Singleton::Instance();  
 
    return 0;  
}  
 
int main(int argc, char* argv[])  
{  
    DWORD threadID1;  
    DWORD threadID2;  
 
    CreateThread(NULL, 0, ThreadProc1, NULL, 0, &threadID1);  
    CreateThread(NULL, 0, ThreadProc2, NULL, 0, &threadID2);  
 
    Sleep(10000);  
 
    std::cout << s1 << " " << s2;  
 
    return 0;  
} 

这样修改后在运行程序，打印出来的s1和s2地址就不是同一个地址了。结果如下：
0372D68 00372E68Press any key to continue

可见当在多线程环境下使用这个Singleton就会出现创建不止一个实力的情况，所以我们需要给Singleton加锁。请看下面的代码。

C++ Singleton模式：

class Singleton    
{  
public:  
    static Singleton * Instance();  
    virtual ~Singleton();  
 
private:  
    Singleton();  
 
    static CMutex mutex;  
    static Singleton * instance;  
}; 

Singleton * Singleton::instance = 0;  
CMutex Singleton::mutex;  
 
Singleton::Singleton()  
{  
 
}  
 
Singleton::~Singleton()  
{  
 
}  
 
Singleton * Singleton::Instance()  
{  
    mutex.Lock();  
 
    if (instance == 0) {  
        Sleep(1000);  
        instance = new Singleton();  
    }  
 
    mutex.Unlock();  
 
    return instance;  
} 

此外需要#include < afxmt.h>，，并且在项目设置中要设置动态链接MFC库。

Java Singleton模式：

public class Singleton {  
      
    private static Singleton instance;  
    private static Object lock = Singleton.class;  
      
    public static Singleton getInstance() {  
        synchronized (lock) {  
            if (instance == null)  
                instance = new Singleton();  
              
            return instance;  
        }  
    }  
      
    /** *//** Creates a new instance of Singleton */  
    private Singleton() {  
    }  
} 

 

运用加锁就可以解决在多线程环境下使用Singleton模式所带来的问题了。