systemverilog OOP 单例模式 Singleton object UVM_TOP

UVM 源码中有使用到singleton object, 即单实例。 比如class：uvm_root, 有且只有一个实例。

OOP中的设计模式有很多，单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。

link：https://www.runoob.com/design-pattern/design-pattern-tutorial.html

Singleton class

• Used to define a "global" activity such as printing or class factory
• No instance(object) of the singleton class exists
• Contains only static properties and methods

  class print;
      static int err_count=0, max_errors=10;
      static function void  error (sting msg);
          $display("@%t:ERROR %s",$realtime,msg);
          if(err_count++ > max_errors)
              $finish;
      endfunction:error
  endclass:print
  
  
  if(expect != actual)
      print::error("Actual did not match expected");

  singleton class 内都是使用static修饰的变量和方法(静态变量，可全局访问,在编译时分配内存空间)，无须创建实例，通过class_name:: 的形式即可调用。

Singleton object

• A singleton object is a globally accessible static object which provides customized service methods
• One and only one object in existence， created at compile-time
• Globally accessible at run-time
• Can have static and non-static members

• class factory;
      static local factory me;
      static function factory get();
          if(me==null) 
              me=new();
          return me;
      endfunction:get
      protected function new();
      endfunction:new
      extern function void print();
  endclass:factory
  
  factory f=factory::get();
       

     factory的实例me是静态的对象，并使用local修饰：只能被当前类的方法访问，不同对象间可以互相访问。扩展类不行。

          *嵌套的类可以访问被嵌套类的local、protected、static等成员，有完全访问权。

          构造函数new() 使用 protected修饰，表明能被当前类或者扩展类中的方法访问，不同对象间可以互相访问。

          所以要新建一个实例，只能通过get()函数。而get()函数是静态方法，通过factory::get()调用。

          同时一但factory::get()被执行一次，factory的实例me 就不在是null。

          最后如果在其他地方调用factory::get()，只会指向静态变量me所指向的唯一实例。

以下为uvm_root 中的单例模式：

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