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C++中的Singleton类的实现(1)

王朝c/c++·作者佚名  2008-06-01
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《设计模式》中把 Singleton 写成返回指针:

class Singleton{

public:

static Singleton* Instance();

protected:

Singleton();

private:

static Singleton* _instance;

};

相应的实现 cpp 文件是:

Singleton* Singleton::_instance;

Singleton* Singleton::Instance(){

if( _instance == 0){

_instance = new Singleton;

};

return _instance;

}

将构造函数设计成 protected 的目的是防止在 class 外面 new ,有人可能会设计成 private ,假如考虑到有可能会继续这个类的话,还是将构造函数设计成 protected 比较好,还需要加一个 virtual 析构函数。为了防止别人复制 Singleton 对象:

Singleton* pSingleton = Singleton::Instance();

Singleton s1 = *pSingleton;

Singleton s2 = *pSingleton;

需要将拷贝构造(copy constrUCtor)函数变成 private。

但是这里存在的问题是,什么时候删除 Singleton 对象?按照 C++ 的一个基本原则,对象在哪里创建就在哪里销毁,这里还应该放一个 destroy 方法来删除 Singleton 对象。假如忘了删除就比较麻烦。Instance 函数还存在多线程同时访问的加锁问题。假如把 Instance 函数开始和结尾放上加锁和解锁,整个函数性能会下降很多。这不是一个好的设计。

有一个小小的改动,可以避免忘了删除 Singleton 对象带来内存泄露的问题。那就是用 std:auto_ptr 来包含 Singleton 对象,定义一个class static member auto_ptr 对象,在析构的静态 auto_ptr 变量的时候时候自动删除 Singleton 对象。为了不让用户 delete Singleton 对象,需要将析构函数由 public 变成 protected。以下是头文件 SingletonAutoPtr.h :

#include <memory>

using namespace std;

class CSingletonAutoPtr

{

private:

static auto_ptr<CSingletonAutoPtr> m_auto_ptr;

static CSingletonAutoPtr* m_instance;

protected:

CSingletonAutoPtr();

CSingletonAutoPtr(const CSingletonAutoPtr&);

virtual ~CSingletonAutoPtr();

//allow auto_ptr to delete, using protected ~CSingletonAutoPtr()

friend class auto_ptr<CSingletonAutoPtr>;

public:

static CSingletonAutoPtr* GetInstance();

void Test();

};

《设计模式》中把 Singleton 写成返回指针:

class Singleton{

public:

static Singleton* Instance();

protected:

Singleton();

private:

static Singleton* _instance;

};

相应的实现 cpp 文件是:

Singleton* Singleton::_instance;

Singleton* Singleton::Instance(){

if( _instance == 0){

_instance = new Singleton;

};

return _instance;

}

将构造函数设计成 protected 的目的是防止在 class 外面 new ,有人可能会设计成 private ,假如考虑到有可能会继续这个类的话,还是将构造函数设计成 protected 比较好,还需要加一个 virtual 析构函数。为了防止别人复制 Singleton 对象:

Singleton* pSingleton = Singleton::Instance();

Singleton s1 = *pSingleton;

Singleton s2 = *pSingleton;

需要将拷贝构造(copy constructor)函数变成 private。

但是这里存在的问题是,什么时候删除 Singleton 对象?按照 C++ 的一个基本原则,对象在哪里创建就在哪里销毁,这里还应该放一个 destroy 方法来删除 Singleton 对象。假如忘了删除就比较麻烦。Instance 函数还存在多线程同时访问的加锁问题。假如把 Instance 函数开始和结尾放上加锁和解锁,整个函数性能会下降很多。这不是一个好的设计。

有一个小小的改动,可以避免忘了删除 Singleton 对象带来内存泄露的问题。那就是用 std:auto_ptr 来包含 Singleton 对象,定义一个class static member auto_ptr 对象,在析构的静态 auto_ptr 变量的时候时候自动删除 Singleton 对象。为了不让用户 delete Singleton 对象,需要将析构函数由 public 变成 protected。以下是头文件 SingletonAutoPtr.h :

#include <memory>

using namespace std;

class CSingletonAutoPtr

{

private:

static auto_ptr<CSingletonAutoPtr> m_auto_ptr;

static CSingletonAutoPtr* m_instance;

protected:

CSingletonAutoPtr();

CSingletonAutoPtr(const CSingletonAutoPtr&);

virtual ~CSingletonAutoPtr();

//allow auto_ptr to delete, using protected ~CSingletonAutoPtr()

friend class auto_ptr<CSingletonAutoPtr>;

public:

static CSingletonAutoPtr* GetInstance();

void Test();

};

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《设计模式》中把 Singleton 写成返回指针:

class Singleton{

public:

static Singleton* Instance();

protected:

Singleton();

private:

static Singleton* _instance;

};

相应的实现 cpp 文件是:

Singleton* Singleton::_instance;

Singleton* Singleton::Instance(){

if( _instance == 0){

_instance = new Singleton;

};

return _instance;

}

将构造函数设计成 protected 的目的是防止在 class 外面 new ,有人可能会设计成 private ,假如考虑到有可能会继续这个类的话,还是将构造函数设计成 protected 比较好,还需要加一个 virtual 析构函数。为了防止别人复制 Singleton 对象:

Singleton* pSingleton = Singleton::Instance();

Singleton s1 = *pSingleton;

Singleton s2 = *pSingleton;

需要将拷贝构造(copy constructor)函数变成 private。

但是这里存在的问题是,什么时候删除 Singleton 对象?按照 C++ 的一个基本原则,对象在哪里创建就在哪里销毁,这里还应该放一个 destroy 方法来删除 Singleton 对象。假如忘了删除就比较麻烦。Instance 函数还存在多线程同时访问的加锁问题。假如把 Instance 函数开始和结尾放上加锁和解锁,整个函数性能会下降很多。这不是一个好的设计。

有一个小小的改动,可以避免忘了删除 Singleton 对象带来内存泄露的问题。那就是用 std:auto_ptr 来包含 Singleton 对象,定义一个class static member auto_ptr 对象,在析构的静态 auto_ptr 变量的时候时候自动删除 Singleton 对象。为了不让用户 delete Singleton 对象,需要将析构函数由 public 变成 protected。以下是头文件 SingletonAutoPtr.h :

#include <memory>

using namespace std;

class CSingletonAutoPtr

{

private:

static auto_ptr<CSingletonAutoPtr> m_auto_ptr;

static CSingletonAutoPtr* m_instance;

protected:

CSingletonAutoPtr();

CSingletonAutoPtr(const CSingletonAutoPtr&);

virtual ~CSingletonAutoPtr();

//allow auto_ptr to delete, using protected ~CSingletonAutoPtr()

friend class auto_ptr<CSingletonAutoPtr>;

public:

static CSingletonAutoPtr* GetInstance();

void Test();

};

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