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

 1 #include <iostream> 
 2 using namespace std; 
 3    
 4 //////////////////Singleton定义 
 5 /** 
 6 * @class CSingleton 
 7 * @brief 实现类把该类作为友元, 并且把构造函数作为非公有 
 8 *         如: 
 9 *          Class C 
10 *          { 
11 *          friend class CSingleton<C>; 
12 *          protected: 
13 *              C(){}; 
14 *          } 
15 */
16 template<class T> 
17 class CSingleton 
18 { 
19 public: 
20     static T* instance() 
21     { 
22         //double check. 锁前和锁后检测，保证效率和多线程正确性 
23         if (!m_pInstance) 
24         { 
25             CMutexGuard guard(m_lock);//TODO: 加锁.  
26    
27             if (!m_pInstance) 
28             { 
29                 //static T t; 
30                 //m_pInstance = &t; 
31                 m_pInstance = new T; 
32             } 
33         } 
34         return m_pInstance; 
35     }; 
36    
37 protected: 
38     CSingleton(){}; //防止产生实例 
39     CSingleton(const CSingleton&){}; //防止拷贝构造另一个实例 
40     CSingleton &operator =(const CSingleton&){}; //防止赋值构造出另一个实例 
41     virtual ~CSingleton() 
42     { 
43         if (m_pInstance) 
44         { 
45             delete m_pInstance; 
46             m_pInstance = NULL; 
47         } 
48     }; 
49    
50 private: 
51     static T* m_pInstance; //类的唯一实例 
52     //TODO: 省略了互斥锁成员m_lock 
53 }; 
54    
55    
56 //////////////////Singleton实现部分 
57 template<class T> T* CSingleton<T>::m_pInstance = NULL; 
58    
59    
60 /////////////////Singleton应用实例 
61 class CMyLog 
62 { 
63      
64 friend class CSingleton<CMyLog>; //作为友元可以访问CSingleton的保护成员 
65    
66 public: 
67     void Log(char* pszStr) 
68     { 
69         cout << "Log msg: " << pszStr << endl; 
70     } 
71    
72 private: 
73     CMyLog(){}; //不允许直接实例化 
74 }; 
75    
76 int main() 
77 { 
78     CMyLog* pLog = CSingleton<CMyLog>::instance(); 
79     pLog->Log("hello word"); 
80    
81     system("pause"); 
82     return 0; 
83 }

使用局部static对象方式

1  class CBz2Helper
2  {
3   static CBz2Helper& Instance()
4   {
5    static CBz2Helper Instance;
6    return Instance;
7   }
8 
9  }