C++完美实现Singleton模式.pdf

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1、 C+完美实现 Singleton 模式 Singleton 模式是常用的设计模式之一，但是要实现一个真正实用的设计模式却也不是件容易的事情。Singleton 模式是常用的设计模式之一，但是要实现一个真正实用的设计模式却也不是件容易的事情。1.1.标准的实现标准的实现 class Singleton public:static Singleton*Instance()if(0=_instance)_instance=new Singleton;return _instance;protected:Singleton(void)virtual Singleton(void)static Sin

2、gleton*_instance;这是教科书上使用的方法。看起来没有什么问题，其实包含很多的问题。下面我们一个一个的解决。这是教科书上使用的方法。看起来没有什么问题，其实包含很多的问题。下面我们一个一个的解决。2.2.自动垃圾回收自动垃圾回收 上面的程序必须记住在程序结束的时候，释放内存。为了让它自动的释放内存，我们引入 auto_ptr 改变它。上面的程序必须记住在程序结束的时候，释放内存。为了让它自动的释放内存，我们引入 auto_ptr 改变它。#include#include using namespace std;class Singleton public:static Singl

3、eton*Instance()if(0=_instance.get()_instance.reset(new Singleton);return _instance.get();protected:Singleton(void)cout Create Singletonendl;virtual Singleton(void)cout Destroy Singletonendl;friend class auto_ptr;static auto_ptr _instance;/Singleton.cpp/Singleton.cpp auto_ptr Singleton:_instance;3.3.

4、增加模板增加模板 在我的一个工程中，有多个的 Singleton 类，对 Singleton 类，我都要实现上面这一切，这让我觉得烦死了。于是我想到了模板来完成这些重复的工作。在我的一个工程中，有多个的 Singleton 类，对 Singleton 类，我都要实现上面这一切，这让我觉得烦死了。于是我想到了模板来完成这些重复的工作。现在我们要添加本文中最吸引人单件实现：现在我们要添加本文中最吸引人单件实现：/*(c)2003-2005 C2217 Studio Module:Singleton.h Author:Yangjun D.Created:9/3/2005 23:17 Purpose:

5、Implement singleton pattern History:*/#pragma once#include using namespace std;using namespace C2217:Win32;namespace C2217 namespace Pattern template class Singleton public:static inline T*instance();private:Singleton(void)Singleton(void)Singleton(const Singleton&)Singleton&operator=(const Singleton

6、&)static auto_ptr _instance;template auto_ptr Singleton:_instance;template inline T*Singleton:instance()if(0=_instance.get()_instance.reset(new T);return _instance.get();/Class that will implement the singleton mode,/must use the macro in its delare file#define DECLARE_SINGLETON_CLASS(type)friend cl

7、ass auto_ptr;friend class Singleton;4.4.线程安全线程安全 上面的程序可以适应单线程的程序。但是如果把它用到多线程的程序就会发生问题。主要的问题在于同时执行上面的程序可以适应单线程的程序。但是如果把它用到多线程的程序就会发生问题。主要的问题在于同时执行_instance.reset(new T);就会同时产生两个新的对象，然后马上释放一个，这跟就会同时产生两个新的对象，然后马上释放一个，这跟 Singleton 模式的本意不符。所以，你需要更加安全的版本：模式的本意不符。所以，你需要更加安全的版本：/*(c)2003-2005 C2217 Studio M

8、odule:Singleton.h Author:Yangjun D.Created:9/3/2005 23:17 Purpose:Implement singleton pattern History:*/#pragma once#include using namespace std;#include Interlocked.h using namespace C2217:Win32;namespace C2217 namespace Pattern template class Singleton public:static inline T*instance();private:Sin

9、gleton(void)Singleton(void)Singleton(const Singleton&)Singleton&operator=(const Singleton&)static auto_ptr _instance;static CResGuard _rs;template auto_ptr Singleton:_instance;template CResGuard Singleton:_rs;template inline T*Singleton:instance()if(0=_instance.get()CResGuard:CGuard gd(_rs);if(0=_in

10、stance.get()_instance.reset(new T);return _instance.get();/Class that will implement the singleton mode,/must use the macro in its delare file#define DECLARE_SINGLETON_CLASS(type)friend class auto_ptr;friend class Singleton;CresGuard 类主要的功能是线程访问同步类主要的功能是线程访问同步,代码如下：代码如下：/*Module:Interlocked.h Notice

11、s:Copyright(c)2000 Jeffrey Richter*/#pragma once/Instances of this class will be accessed by multiple threads.So,/all members of this class(except the constructor and destructor)/must be thread-safe.class CResGuard public:CResGuard()m_lGrdCnt=0;InitializeCriticalSection(&m_cs);CResGuard()DeleteCriti

12、calSection(&m_cs);/IsGuarded is used for debugging BOOL IsGuarded()const return(m_lGrdCnt 0);public:class CGuard public:CGuard(CResGuard&rg):m_rg(rg)m_rg.Guard();CGuard()m_rg.Unguard();private:CResGuard&m_rg;private:void Guard()EnterCriticalSection(&m_cs);m_lGrdCnt+;void Unguard()m_lGrdCnt-;LeaveCri

13、ticalSection(&m_cs);/Guard/Unguard can only be accessed by the nested CGuard class.friend class CResGuard:CGuard;private:CRITICAL_SECTION m_cs;long m_lGrdCnt;/#of EnterCriticalSection calls;/5.5.实用方法实用方法 比如你有一个需要实现单件模式的类，就应该这样实现：比如你有一个需要实现单件模式的类，就应该这样实现：#pragma once#include singleton.h using namespa

14、ce C2217:Pattern;class ServiceManger public:void Run()private:ServiceManger(void)virtual ServiceManger(void)DECLARE_SINGLETON_CLASS(ServiceManger);typedef Singleton SSManger;在使用的时候很简单，跟一般的 Singleton 实现的方法没有什么不同。在使用的时候很简单，跟一般的 Singleton 实现的方法没有什么不同。int _tmain(int argc,_TCHAR*argv)SSManger:instance()-

15、Run();一个简单的一个简单的 Singleton 模式的实现，可以看到模式的实现，可以看到 C+语言背后隐藏的丰富的语意，我希望有人能实现一个更好的语言背后隐藏的丰富的语意，我希望有人能实现一个更好的 Singleton 让大家学习。我从一开始实现让大家学习。我从一开始实现 Singleton 类的过程，其实就是我学习类的过程，其实就是我学习 C+的过程，越是深入越觉得的过程，越是深入越觉得 C+了不起。了不起。mexo-似乎可以这样：template class Singleton public:static inline T&instance()static T _instance;r

16、eturn _instance;private:Singleton(void);Singleton(void);Singleton(const Singleton&);Singleton&operator=(const Singleton&);mexo 提出的方案的确不错，但是好象也并不完美（我不是指多线程解决方案），因为他把模板类的构造函数放在私有段里了，如果放在 protected 段里 就好得多，因为你的类可以从模板类继承，这样就不再需要你的那个 typedef Singleton SSManger;定义了。示例如下：template class Singleton public:sta

17、tic T&instance()static T _instance;return _instance;protected:Singleton(void)virtual Singleton(void)Singleton(const Singleton&);/不实现 Singleton&operator=(const Singleton&);/不实现 ;-下面是一个需要做为单例的类，只需从 Singleton 继承即可 class Test:public Singleton public:void foo();private:Test();Test();friend class Singleton;-这样，别人在使用的时候，只需要写 Test:instance().foo();而再也不需要写：Singleton:instance().foo();或者 typedef Singleton STest;STest:instance().foo();-