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设计模式学习讨论之-单件(singleton)

最近才开始系统学习设计模式。。。有点落伍，爱好者们在这里一起讨论吧。
这里主要关注的是实现以及存在的问题，
单一性是使用singleton的原因，singleton网上的实现一般有这么几种，以下代码从网上摘抄，主要是为了讨论，所有权归原作者所有，请保持原有作者的注释。：）

一，教科书上的标准实现，存在的问题是内存泄漏，多线程方式有问题

class Singleton
{
public:
       static Singleton * Instance()
       {
              if( 0== _instance)
              {
                     _instance = new Singleton;
              }
              return _instance;
       }
protected:
       Singleton(void)
       {
       }
       virtual ~Singleton(void)
       {
       }
       static Singleton* _instance;
};


二，自动回收-缺陷只能一对一，多线程方式有问题

#include <memory>
#include <iostream>
using namespace std;
class Singleton
{
public:
       static Singleton * Instance()
       {
              if( 0== _instance.get())
          {
                     _instance.reset( new Singleton);
              }
              return _instance.get();
       }
protected:
       Singleton(void)
      {
              cout <<"Create Singleton"<<endl;
       }
       virtual ~Singleton(void)
      {
              cout << "Destroy Singleton"<<endl;
       }
       friend class auto_ptr<Singleton>;
       static auto_ptr<Singleton> _instance;
};

三，模版方式-缺陷不支持多线程

 

/********************************************************************

    (c) 2003-2005 C2217 Studio

    Module:    Singleton.h

    Author:     Yangjun D.

    Created:    9/3/2005   23:17

    Purpose:    Implement singleton pattern

    History:

*********************************************************************/

#pragma once
#include <memory>
using namespace std;
using namespace C2217::Win32;
namespace C2217
{
     namespace Pattern 

  {
template <class T>
class Singleton

{

public:

       static inline T* instance();

       

private:

       Singleton(void){}

       ~Singleton(void){}

       Singleton(const Singleton&){}

       Singleton & operator= (const Singleton &){}

       static auto_ptr<T> _instance;
};
template <class T>
auto_ptr<T> Singleton<T>::_instance;
 
  template <class T>
 inline T* Singleton<T>::instance()
{
       if( 0== _instance.get())
       {
              _instance.reset ( new T);
       }
       return _instance.get();

}
 
//Class that will implement the singleton mode, 
//must use the macro in it's delare file
#define DECLARE_SINGLETON_CLASS( type ) 
       friend class auto_ptr< type >;
       friend class Singleton< type >;
}

}

四，线程安全

/********************************************************************

    (c) 2003-2005 C2217 Studio

    Module:    Singleton.h

    Author:     Yangjun D.

    Created:    9/3/2005   23:17

    Purpose:    Implement singleton pattern

    History:

*********************************************************************/
#pragma once
#include <memory>
using namespace std;
#include "Interlocked.h"
using namespace C2217::Win32;

namespace C2217
{
namespace Pattern 
{
template <class T>
class Singleton
{
public:
       static inline T* instance();
       
private:
       Singleton(void){}
       ~Singleton(void){}
       Singleton(const Singleton&){}
       Singleton & operator= (const Singleton &){}
 
       static auto_ptr<T> _instance;
       static CResGuard _rs; 
};
 
template <class T>
auto_ptr<T> Singleton<T>::_instance;
 
template <class T>
CResGuard Singleton<T>::_rs; 
 
template <class T>
 inline T* Singleton<T>::instance()
{
       if( 0 == _instance.get() )
       {
              CResGuard::CGuard gd(_rs);
              if( 0== _instance.get())
              {
                     _instance.reset ( new T);
              }
       }
       return _instance.get();
}
 
//Class that will implement the singleton mode, 
//must use the macro in it's delare file
#define DECLARE_SINGLETON_CLASS( type ) 
       friend class auto_ptr< type >;
       friend class Singleton< type >;
}
}
       CresGuard 类主要的功能是线程访问同步,代码如下：
/*****************************************************************************
Module:  Interlocked.h
Notices: Copyright (c) 2000 Jeffrey Richter
*****************************************************************************/
 
 
#ragma 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() { DeleteCriticalSection(&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--; LeaveCriticalSection(&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
};
 
 
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//使用方法
比如你有一个需要实现单件模式的类，就应该这样实现：
#pragma once
#include "singleton.h"
using namespace C2217::Pattern;
 
class ServiceManger
{
public:
       void Run()
       {
       }
private:
       ServiceManger(void)
       {
       }
       virtual ~ServiceManger(void)
       {
       }
       DECLARE_SINGLETON_CLASS(ServiceManger);
};
 
typedef Singleton<ServiceManger> 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。
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
        SSManger::instance()->Run();
}


五，超简单方法-有人说这个不支持多线程，个人觉得应该没问题吧，在这里求证一下

template <class T> 
class Singleton 
{ 
 public: 
 static inline T& instance() 
 { 
  static T _instance; 
  return _instance; 
 } 

protected:
 Singleton(void); 
 ~Singleton(void); 
private:
 Singleton(const Singleton<T>&); 
 Singleton<T>& operator= (const Singleton<T> &); 
}; 

posted on 2007-01-29 10:24 龙仪 阅读(1108) 评论(4)  编辑 收藏

评论

# re: 设计模式学习讨论之-单件(songleton) 2007-01-29 17:17 sevencat

最后一个支持多线程吧。
不然所有的函数类的全局变量都不是线程安全的，我一般也就用最后一种方法。

# re: 设计模式学习讨论之-单件(songleton) 2007-02-01 17:05 网络电话

支持支持

# re: 设计模式学习讨论之-单件(songleton) 2007-02-05 10:10 小明

最后一个不是多线程安全的

因为静态变量的构造函数会在第一次进入函数时被调用，可能会被调用两次。

不过可以在主线程中先调用一次，保证初始化成功后，就没有问题了。

# re: 设计模式学习讨论之-单件(songleton) 2007-02-05 10:11 小明

提醒一下，标题中的songleton写错了

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