【转】可能继承的C++ Singleton基类

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【转】可能继承的C++ Singleton基类

夏春涛 2012-08-02 22:57:00 浏览822
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from:http://www.gocalf.com/blog/cpp-singleton.html 

    单例模式(Singleton Pattern)是设计模式中的一种,它用来保证系统中最多只能存在一个它的实例,其做法是由类自身来创建和持有它的对象实例,把对实例的创建权和管理权都控制在自己手中,以便控制实例数目。

    关于如何在C++中实现单例模式的讨论已经太多了,我只是简单介绍一下可以继承的单例类。

    首先介绍一下通常所见的单例类的写法,不妨设这个类叫做Singleton。

Singleton.h:


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#ifndef _SINGLETON_H_
#define _SINGLETON_H_

#include <memory>

class Singleton
{
public:
    static Singleton& GetInstance();

private:
    Singleton();
    ~Singleton();

    // Use auto_ptr to make sure that the allocated memory for instance
    // will be released when program exits (after main() ends).
    static std::auto_ptr<singleton> s_instance;
    friend class std::auto_ptr<singleton>;

    Singleton(const Singleton&);
    Singleton& operator =(const Singleton&);
};

#endif

Singleton.cpp:


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#include "Singleton.h"
#include <iostream>
#include <boost thread.hpp="">

using namespace std;
using namespace boost;

auto_ptr<singleton> Singleton::s_instance;

Singleton::Singleton()
{
    cout << "Construct Singleton" << endl;
}

Singleton::~Singleton()
{
    cout << "Destruct Singleton" << endl;
}

Singleton& Singleton::GetInstance()
{
    static mutex s_mutex;
    if (s_instance.get() == NULL)
    {
        mutex::scoped_lock lock(s_mutex);
        if (s_instance.get() == NULL)
        {
            s_instance.reset(new Singleton());
        }
        // 'lock' will be destructed now. 's_mutex' will be unlocked.
    }
    return *s_instance;
}

      这个类写的也不完美啦,比如双重判定也会有失效的时候,不过凑合用吧,哈哈。不过话说boost库里也有singleton,我为什么要自己写个呢,无奈地飘过。

废话不多说了,上面的单例类基本上解决了多线程安全问题、实例内存自动释放问题,算是一段可以使用的程序。不过如果系统中有大量单例类(这时候也得好好考虑一下design有没有问题),每个都要这么写一番岂不是很麻烦?要是可以写一个单例基类,以后再创造单例类的时候直接继承一下多方便啊。不过很明显的问题就在那个static对象指针,这个用来保存唯一实例的静态变量如果定义在基类里面,那所有的子类都只能用这同一个变量来保存它们各自的实例了,社会主义国家总得让每个子类都过上温饱生活吧!

      以前的时候我还真不知道该怎么解决这个问题,但05年用了WTL(Windows Template Library)之后,我才意识到模板类可以帮助我(话说我真的是自己想到的,虽然现在搜一下能搜到一大堆)。这里要用的还不是普通的模板类,而是像ATL、WTL里面那样把要定义的类自身放入模板参数中,形如class MyClass : public Base<myclass> { };。这样做有很多优点啦,最显著的比如不需要虚表(节省内存哦)、多态函数的调用在编译时就确定了(既加快了运行速度,也有利于编译器对代码进行优化)。

      不妨把这个单例基类叫做ISingleton吧,看起来好像是个interface呢。代码如下:


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#ifndef _ISingleton_H_
#define _ISingleton_H_

#include <memory>
#include <boost thread.hpp="">

template <typename t="">
class ISingleton
{
public:
    static T& GetInstance()
    {
        static boost::mutex s_mutex;
        if (s_instance.get() == NULL)
        {
            boost::mutex::scoped_lock lock(s_mutex);
            if (s_instance.get() == NULL)
            {
                s_instance.reset(new T());
            }
            // 'lock' will be destructed now. 's_mutex' will be unlocked.
        }
        return *s_instance;
    }

protected:
    ISingleton() { }
    ~ISingleton() { }

    // Use auto_ptr to make sure that the allocated memory for instance
    // will be released when program exits (after main() ends).
    static std::auto_ptr<t> s_instance;

private:
    ISingleton(const Singleton&);
    ISingleton& operator =(const ISingleton&);
};

template <typename t="">
std::auto_ptr<t> ISingleton<t>::s_instance;

#endif

      要利用ISingleton创建一个自己的单例类,比如MySingleton,可以使用如下的代码:


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#include "Singleton.h"
#include "ISingleton.h"
#include <iostream>

using namespace std;

class MySingleton : public ISingleton<mysingleton>
{
public:
    // blah blah

private:
    MySingleton()
    {
        cout << "Construct MySingleton" << endl;
    }

    ~MySingleton()
    {
        cout << "Destruct MySingleton" << endl;
    }

    friend ISingleton<mysingleton>;
    friend class auto_ptr<mysingleton>;

    MySingleton(const MySingleton&);
    MySingleton& operator =(const MySingleton&);
};

      最最重要的,千万不要忘了把MySingleton的构造和析构函数弄成private的,还要添加两个友元。有人说ISingleton和MySingleton的析构函数都要加virtual,我倒是觉得没有必要呢,你说呢?另外要注意,MySingleton不能被继承哦。

 

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