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Singleton的C++实现及相关问题

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请
编程序的时候很多情况下要求当前的程序中只有一个object。例如一个程序只有一个和数据库的连接，只有一个鼠标的object。

  最简单的方法是用个全局变量或者用个静态变量。但这违反基本的Object Oriented Design 的原则，使程序执行的整体结构，可读性以及可维护大大下降。同时如果所编写的程序不是主程序而是dll的话全局变量的寿命更难控制。

  Design Pattern 中最简单也是应用最广的就是Singleton, 就是用于解决这个问题的。下面是一个简单的Singleton的C++的实现，应用这个class之后可以保证当前程序中只有一个copy 。

Class Singleton
{
public:
static Singleton * GetInstance()
{
static Singleton instance;
return &instance;
}
protected:
Singleton();
~Singleton();
}
  由于constructor和destructor都是protected，所以无法直接生成这个class。使用时直接用 Singleton::GetInsgtance()就行了。不必操心Singleton的寿命。

  另一种实现方法如下：

Class Singleton
{
public:
static Singleton * GetInstance()
{
if(!m_pInstance)
m_pInstance = new Singleton();
return pinstance;
}
private:
static Singleton *m_pInstance;
protected:
Singleton();
~Singleton();
}
  这种写法的问题在于你需要在new 之后的适当时候delete 掉这个Instance。这个寿命很难控制。但有的人说这个实现是thread_safe的。
而第一个不是thread_safe 。

  我瞧了N天也没有发现这个实现怎么thread safe。经多家讨论后证明这个实现合第一个一样不thread safe。两个进程同时进入GetInstance同时m_pInstance还是NULL，同时constructor花的时间特别长的时候就可能出事。要将其用在多进程的程序中的时候最好在GetInstance函数的开始和结束加上“Cretical Section”。

  当我学完这一段的时候发现他竟然不能用在我的project里，因为我的project里要管理的这个object可能有几个copy(数量确定)。那么就需要把上面的概念稍微扩展一下。把static Singleton instance换成数组或者vector。这样能够生成的数量是确定的。使用者不会因为多用几次GetInstance而改变了内存的管理。当然用户用 GetInstance()的时候应该知道自己要Get哪个copy，给GetInstance()加个参数。稍微复杂一点。

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