从零开始学C++之模板（四）：用模板实现单例模式（线程安全）、模板方式实现动态创建对象

一、用模板实现单例模式

在前面的文章中，用过多种方法实现单例模式，现在用模板方式来实现：

为了实现线程安全，需要在linux 下使用pthread_mutex_t 加锁，请使用g++ 编译并需要链接 -lpthread

使用的是double-check lock， 指针instance_ 最好声明为volatile，防止优化。

Singleton.h：

 C++ Code 

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/*************************************************************************     > File Name: Singleton.h     > Author: Simba     > Mail: [email protected]     > Created Time: Wed 02 Apr 2014 01:33:39 AM PDT  ************************************************************************/ #ifndef _SINGLETON_H_ #define _SINGLETON_H_ #include <iostream> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <stdio.h> #include <errno.h> #include <string.h> using  namespace std; template <  typename T >  class Singleton { public:      static T &GetInstance()     {         Init();          return *instance_;     } private:      static  void Init()     {          if (instance_ ==  0)         {             pthread_mutex_lock(&g_mutex);              if (instance_ ==  0)             {                 instance_ =  new T;                 atexit(Destroy);     //程序结束时调用注册的函数             }             pthread_mutex_unlock(&g_mutex);         }     }      static  void Destroy()     {          delete instance_;     }     Singleton( const Singleton &other);     Singleton & operator=( const Singleton &other);     Singleton();     ~Singleton();      static T *  volatile instance_;      static pthread_mutex_t g_mutex; }; template <  typename T > T *  volatile Singleton < T >::instance_ =  0; template <  typename T > pthread_mutex_t Singleton<T> ::g_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; #endif               // _SINGLETON_H_

main.cpp：

 C++ Code 

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/*************************************************************************     > File Name: main.cpp     > Author: Simba     > Mail: [email protected]     > Created Time: Wed 02 Apr 2014 01:30:13 AM PDT  ************************************************************************/ #include  "Singleton.h" class ApplicationImpl { public:     ApplicationImpl()     {         cout <<  "ApplicationImpl ..." << endl;     }     ~ApplicationImpl()     {         cout <<  "~ApplicationImpl ..." << endl;     }      void Run()     {         cout <<  "Run ..." << endl;     } }; typedef Singleton < ApplicationImpl > Application; void *routine( void *arg) {     Application::GetInstance().Run(); } int main( void) {     Application::GetInstance().Run();     pthread_t tid;      int ret;      if ((ret = pthread_create(&tid,  NULL, routine,  NULL)) !=  0)     {         fprintf(stderr,  "pthread create: %s\n", strerror(ret));         exit(EXIT_FAILURE);     }     Application::GetInstance().Run();     pthread_join(tid,  NULL);      return  0; }

即 将Singleton 实现为模板类，将ApplicationImpl 类包装成单例模式类，可以看到构造函数和析构函数都只调用了一次。程序使用一个小技巧，用axexit 函数注册了程序结束时需要调用的函数。

二、模板方式实现动态创建对象

在前面的文章曾经使用宏定义的方式实现动态创建对象，现在在 DynBase.h 中用模板类将宏定义替换掉，其他代码不变：

 C++ Code 

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//class Register //{ //public: //    Register(const string &name, CREATE_FUNC func) //    { //        DynObjectFactory::Register(name, func); //    } //}; // //#define REGISTER_CLASS(class_name) \ //class class_name##Register { \ //public: \ //    static void* NewInstance() \ //    { \ //        return new class_name; \ //    } \ //private: \ //    static Register reg_; \ //}; \ //Register class_name##Register::reg_(#class_name, class_name##Register::NewInstance) template < typename T> class DelegatingClass { public:     DelegatingClass( const string &name)     {         DynObjectFactory::Register(name, &(DelegatingClass::NewInstance));     }      static  void *NewInstance()     {          return  new T;     } }; #define REGISTER_CLASS(class_name) DelegatingClass<class_name> class##class_name(#class_name)

即 REGISTER_CLASS(class_name) 宏定义展开会构造一个模板类实例对象，调用3次宏定义即3个模板类实例对象，调用构造函数

DelegatingClass(const string &name)，进而调用Register 完成注册，接下去的流程与以前的程序一样，不再赘述。输出如下：

参考：

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范