C++之竹

Singleton模式——C++應用（三）

前面對C++的Singleton模式的探討還都是針對通過靜態變量來創建對象。但學習嘛，多走點總不是壞事。

接下來就來看看通過 new 來創建單件對象的單件類設計。既然是用 new 來創建了，那自然就不能忽略需要用 delete 來釋放。

好了，先來看看代碼：

  1// Singleton demo_2: Singleton instance is created by new.
  2// [delete instance manually]
  3
  4#include <Windows.h>
  5#include <iostream>
  6
  7class A 
  8{
  9private:
 10    static A* ms_pInstance;
 11
 12public:
 13    static A& GetInstance();
 14    static void Release();
 15
 16private:
 17    A() : m_nStat1(-1), m_nStat2(-1) {
 18        m_nStat1 = 0;
 19        std::cout << "Construct A" << std::endl;
 20        m_nStat2 = 0;
 21    }
 22    A(const A&);
 23
 24public:
 25    ~A() {
 26        m_nStat1 = 0;
 27        std::cout << "Destruct A" << std::endl;
 28        m_nStat2 = 0;
 29    }
 30
 31    void Do() {
 32        ++m_nStat1;
 33        ++m_nStat2;
 34        std::cout << "Called Do() by object of A. [" 
 35            << m_nStat1 << ", " 
 36            << m_nStat2 << "]" 
 37            << std::endl;
 38    }
 39
 40private:
 41    int m_nStat1;
 42    int m_nStat2;
 43};
 44
 45class C
 46{
 47
 48public:
 49    static C& GetInstance();
 50    static void Release();
 51
 52private:
 53    C() : m_nStat(-1) {
 54        std::cout << "Construct C" << std::endl;
 55        m_nStat = 0;
 56    }
 57    C(const C&);
 58
 59public:
 60    ~C() {
 61        std::cout << "Destruct C" << std::endl;
 62        m_nStat = 0;
 63    }
 64
 65    void Do() {
 66        ++m_nStat;
 67        std::cout << "Called Do() by object of C. [" 
 68            << m_nStat << "]" 
 69            << std::endl;
 70    }
 71
 72private:
 73    int m_nStat;
 74};
 75
 76class B
 77{
 78public:
 79    B(int nID) : m_nID(nID) {
 80        std::cout << "Construct B: " << m_nID << std::endl;
 81        A::GetInstance().Do();
 82        C::GetInstance().Do();
 83    }
 84    ~B() {
 85        std::cout << "Destruct B: " << m_nID << std::endl;
 86        A::GetInstance().Do();
 87        C::GetInstance().Do();
 88    }
 89
 90private:
 91    int m_nID;
 92};
 93
 94//CRITICAL_SECTION g_cs; // used for supporting multithreading to singleton.
 95
 96static B gs_B0(0);
 97B g_B1(1);
 98
 99A* A::ms_pInstance = NULL;
100A& A::GetInstance()
101{
102    if (NULL == ms_pInstance)
103    {
104        //EnterCriticalSection(&g_cs);
105        //if (NULL == ms_pInstance)
106        //{
107            ms_pInstance = new A;
108        //}
109        //LeaveCriticalSection(&g_cs);
110    }
111
112    return *ms_pInstance;
113}
114
115void A::Release()
116{
117    std::cout << "A::Release()" << std::endl;
118    if (ms_pInstance != NULL)
119    {
120        delete ms_pInstance;
121        ms_pInstance = NULL;
122    }
123}
124
125C& C::GetInstance()
126{
127    static C* s_pInstance = new C;
128
129    return *s_pInstance;
130}
131
132void C::Release()
133{
134    std::cout << "C::Release()" << std::endl;
135    delete &GetInstance();
136}
137
138static B gs_B2(2);
139B g_B3(3);
140
141int main(int argc, char * argv[])
142{
143    //InitializeCriticalSection(&g_cs);
144
145    std::cout << "Enter main" << std::endl;
146    A::GetInstance().Do();
147    C::GetInstance().Do();
148
149    A::Release();
150    C::Release();
151
152    //DeleteCriticalSection(&g_cs);
153    system("pause");
154    return 0;
155}
156

[單件類的線程安全性]

代碼中，類A和C都是單件類，且都是通過 new 來分配和創建單件對象，在對象的釋放上，也統一的使用Release函數封裝了delete操作，并手動調用。但A的單件和C的單件又是不同的，這個不同就在于 A 是通過將 new 出來的對象指針賦給成員變量，而 C 則將 new 出來的對象指針給了局部靜態變量。可別小看了這個區別哦！！就因為這一不同，結果 A 不是線程安全的，而 C 卻是線程安全的。當然，也可以通過使用臨界區、互斥量等來是 A 變為線程安全，可是，該在什么時候去初始化臨界區或創建互斥量對象等呢？以臨界區為例，按常規的在 main 的頭部進行臨界區的初始化，末尾則進行臨界區的刪除；但是很不幸，程序崩潰了！！因為全局變量在構造是調用了單件A，而單件A創建用到了臨界區，可這是臨界區卻還沒有初始化。
那么將這臨界區的初始化放到A的構造呢？一樣使用先去初始化。
放到A::GetInstance()內呢？影響效率，且存在重復初始化。

放到B的構造呢？還是被反復多次初始化了……。而且，有非B類的更先構造并調用了單件A的全局對象呢？！

——看來，從線程安全考慮，單件類A的設計應當被否決了。

 [單件類對象的釋放]

 撇開線程安全問題不看，就上面的Demo，我們將會發現另一個嚴重問題——何時才能調用A和C的Release方法，釋放A和C的單件對象呢？如果，是如Demo中那樣，在main函數末尾進行釋放，那么因為類B的幾個全局對象的析構，將發生如下的糟糕結果：

• 單件對象A又被再次重新分配，但卻未能得到再次重新分配，從而造成內存泄露。事實上，對象的內部數據也已不再是我們所需要的數據了。
• 單件對象C，則因為是static而不會再次分配，所以在B的全局對象析構中，將會使用已經析構了的單件C。

但是，如果我們把Release放入B的析構中，則A將被多次的分配和釋放，而C則被多次調用析構。無奈咯，考慮釋放的困難，這里的A和C的單件類設計方式看來也都還是否決的好！~

posted on 2012-03-13 00:55 青碧竹 閱讀(258) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 設計模式