C++设计模式-单件
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;
}
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#include
<
iostream
>
2
using
namespace
std;
3
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//////////////////
Singleton定义
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/*
*
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* @class CSingleton
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* @brief 实现类把该类作为友元, 并且把构造函数作为非公有
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* 如:
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* Class C
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* {
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* friend class CSingleton<C>;
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* protected:
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* C(){};
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* }
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*/
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template
<
class
T
>
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class
CSingleton
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{
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public
:
20
static
T
*
instance()
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{
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//
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
//
TODO: 加锁. CMutexGuard guard(m_lock);
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
:
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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
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//////////////////
Singleton实现部分
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template
<
class
T
>
T
*
CSingleton
<
T
>
::m_pInstance
=
NULL;
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///////////////
//Singleton应用实例
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class
CMyLog
62
{
63
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friend
class
CSingleton
<
CMyLog
>
;
//
作为友元可以访问CSingleton的保护成员
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public
:
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void
Log(
char
*
pszStr)
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{
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cout
<<
"
Log msg:
"
<<
pszStr
<<
endl;
70
}
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private
:
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CMyLog(){};
//
不允许直接实例化
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};
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int
main()
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{
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CMyLog
*
pLog
=
CSingleton
<
CMyLog
>
::instance();
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pLog
->
Log(
"
hello word
"
);
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system(
"
pause
"
);
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return
0
;
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}