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boost庫的Singleton的實現
在工作中遇到不少情況使用singleton模式,下面采用的是最簡單的一種形式:
 1 class Foo
 2 {
 3 public:
 4     static Foo& getSingleton()
 5     {
 6         static Foo foo;
 7         return foo;
 8     }
 9 
10 private:
11     Foo();
12 };
這種實現,在單線程情況下,簡單而有效。

對于線程安全的singleton的實現,網上有不少討論。這兩天看到boost庫中的一種實現,沒有使用鎖機制,而是充分利用了C++的語言特性較好的解決了多線程情況下使用singleton的問題。
boost的singleton的實現基于以下假設:良好的設計在進入main函數之前應該是單線程的。
我們可以使用全局變量的方式來設計singleton,并且保證在使用該singleton之前其已經被正確的初始化,如何做到?且看代碼:
 1 template <typename T>
 2 struct Singleton
 3 {
 4     struct object_creator
 5     {
 6         object_creator(){ Singleton<T>::instance(); }
 7         inline void do_nothing()const {}
 8     };
 9 
10     static object_creator create_object;
11 
12 public:
13     typedef T object_type;
14     static object_type& instance()
15     {
16         static object_type obj;
17         create_object.do_nothing();
18         return obj;
19     }
20     
21 };
漂亮而巧妙的實現。
但是上面的實現還是有一點小的缺憾,那就是只能調用類的默認構造函數,不能調用帶參數的構造函數。

附:
非常抱歉,上面這個代碼是有點問題的。感謝各位童鞋及時回復并指出問題所在。現在補上缺失的初始化部分。
1 template <typename T>
2 typename Singleton<T>::object_creator
3 Singleton<T>::create_object;


posted on 2010-02-28 22:48 孔雀 閱讀(7173) 評論(21)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C/C++

評論

# re: boost庫的Singleton的實現 2010-03-01 11:09 毛毛

對于帶參數構造函數的支持,可以參考Loki的實現
http://www.cppprog.com/2009/0905/156.html
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# re: boost庫的Singleton的實現 2010-03-01 13:14 kongque

@毛毛
謝謝,很好的文章!loki的做法確實解決boost的這點不足。
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# re: boost庫的Singleton的實現 2010-03-01 13:50 99網上書城

是大叔大叔的
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# re: boost庫的Singleton的實現[未登錄] 2010-03-01 14:01 zuhd

沒怎么看懂上面一段代碼,作者能詳細的解釋下嗎?謝謝
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# re: boost庫的Singleton的實現 2010-03-01 14:17 coder

obj\Debug\main.o||In function `_ZN1AC1Ev':|
::instance()]+0x25)||undefined reference to `Singleton<A>::create_object'|
||=== Build finished: 1 errors, 0 warnings ===|

編譯沒通過,提示這個錯誤,IDE codeblock
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# re: boost庫的Singleton的實現[未登錄] 2010-03-01 15:02 zuhd

初始化的順序是怎樣的?感覺像是在循環調用
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# re: boost庫的Singleton的實現 2010-03-01 16:07 coder

@coder
template<typename T>
typename Singleton<T>::object_creator Singleton<T>::create_object ;

要加一句這個初始化 create_object .
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# re: boost庫的Singleton的實現 2010-03-01 19:05 kongque

@coder
感謝coder童鞋的提醒,確實需要一個初始化操作。
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# re: boost庫的Singleton的實現[未登錄] 2010-03-02 23:37 zuhd

我看不懂這個單件的實現,哪位高手能解釋下,謝謝!
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# re: boost庫的Singleton的實現 2010-03-03 10:36 kongque

@zuhd
你可能是覺得object_creater的構造函數和instance()這兩個函數之間存在相互調用關系,不能確定到底誰先執行,誰后執行。
我給你一個建議就是,你可以將代碼自己運行一下,在object_creator的構造函數和instance函數中的開始和結束部分都是用cout或printf打印一句話,通過這個執行過程,你就可以看出來這個執行的順序了。
希望對你有所幫助。
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# re: boost庫的Singleton的實現 2010-03-03 10:57 99書城官方網站

時的減肥時間的
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# re: boost庫的Singleton的實現[未登錄] 2010-03-04 10:34 zuhd

沒明白你加的那段代碼放在什么地方,麻煩你貼個完整的代碼好嗎?謝謝
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# re: boost庫的Singleton的實現 2010-03-05 09:27 kongque

@zuhd
1 template <typename T>
2 struct Singleton
3 {
4 struct object_creator
5 {
6 object_creator(){ Singleton<T>::instance(); }
7 inline void do_nothing()const {}
8 };
9
10 static object_creator create_object;
11
12 public:
13 typedef T object_type;
14 static object_type& instance()
15 {
16 static object_type obj;
17 create_object.do_nothing();
18 return obj;
19 }
20
21 };
22
23 template <typename T>
24 typename Singleton<T>::object_creator
25 Singleton<T>::create_object;
26
27 int main()
28 {
29 return 0;
30 }
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# re: boost庫的Singleton的實現[未登錄] 2010-03-05 10:04 zuhd

謝謝孔雀的熱心回復,我還是有很多問題不懂:
1,template <typename T>
typename Singleton<T>::object_creator
Singleton<T>::create_object;
這句話的初始化把我弄糊涂了,我甚至連這句話的語法都沒有看懂
2,我下了斷點
如果我寫了int sint = Singleton<int>::instance();
這樣instance就會斷進去兩次,請解釋下!謝謝
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# re: boost庫的Singleton的實現 2010-03-05 20:46 kongque

@zuhd
1. template <typename T>
typename Singleton<T>::object_creator
Singleton<T>::create_object;
這句的意思就是類的靜態成員的初始化。只不過是模板類需要使用typename進行類型說明而已。只是語法上有點生澀,但是事實上就是類的靜態數據成員的初始化而已。

2. instance斷進去兩次是對的。第一次是object_create的構造函數中調用,這個過程在main之前就已經完成了。第二次是你調用。
不知道我的解釋是否清楚。
你可以在main()進入之后,在int sint = Singleton<int>::instance(); 之前打印一句話,可以印證這個過程。
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# re: boost庫的Singleton的實現 2010-03-06 10:16 zuhd

謝謝,懂了,很少用到模板,有時間要充電一下
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# re: boost庫的Singleton的實現 2010-03-07 18:53 Rolf

更小白的問題,去掉 create_object.do_nothing();
這句調用后,為什么在Main前就不執行object_creator(){ Singleton<T>::instance(); }了?
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# re: boost庫的Singleton的實現 2010-03-08 18:55 coder

@Rolf
這個問題不是很小白。。。如果Singleton不是模板的話沒有do_nothing也會執行,但是如果在模板中就不執行了,可能和模板的實例化有關。
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# re: boost庫的Singleton的實現 2010-04-10 11:27 欲三更

說到底boost是用事先構造單例對象的方法規避使用鎖。
看來不使用鎖和“使用時構造”這兩個便利只能取一個,具體實現時要分析利弊了。
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# re: boost庫的Singleton的實現 2010-04-28 16:11 ajohn

boost的這個東西不要去用,details的東西都是不確定的,下個版本需要改進的
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# re: boost庫的Singleton的實現 2012-09-13 20:10 sding

時間有點長了,但是還是想問下:
為什么在main函數里面實例化時是非線程安全的?
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