單件模式是一種較為簡(jiǎn)單的創(chuàng)建型模式，在日常的開(kāi)發(fā)中也常常使用。目的是在應(yīng)用程序中保證某個(gè)類(lèi)的對(duì)象僅能有一個(gè)。在C++的世界中，因?yàn)樗皇羌兠嫦驅(qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，它支持全局變量的特性，所以在許多的場(chǎng)合它可以用全局變量來(lái)替代。非常典型的例子就是在MFC的應(yīng)用程序中的theAPP對(duì)象，它就是一個(gè)全局的唯一對(duì)象。類(lèi)似這樣的例子在C++的程序中有許多，在C++中存在這樣的現(xiàn)象是有一定的原因。這里先介紹一個(gè)基于C++實(shí)現(xiàn)的單件模式例子。
1
#pragma once
2#include <deque>
3
4
/**/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 5// Forward declaration
6//
7//
8/**/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 9class CSendJob;
10class JobDeque;
11
12/**//// <summary>
13
/// 本類(lèi)為作業(yè)啟動(dòng)信息儲(chǔ)存體
14/// 此類(lèi)僅為JobDeque所使用，不宜讓其它客戶使用
15
/// </summary>16class JobStartInformation
17
{
18 friend class JobDeque;
19public:
20 ~JobStartInformation()
21
{
22 //Don`t delete the m_pJob pointer.
23
}
24
25private:
26 JobStartInformation(CSendJob *pJob, BOOL bManual)
27 :m_pJob(pJob),
28 m_bManualStart(bManual)
29 {
30 }
31
32public:
33 CSendJob* GetJob() const { return m_pJob; }
34 BOOL IsManualStart() const { return m_bManualStart; }
35
36private:
37 BOOL m_bManualStart;
38 CSendJob *m_pJob;
39};
40
41class JobDeque
42{
43 // Constructor and Destructor
44public:
45private:
46 virtual ~JobDeque(void);
47private:
48 JobDeque(void);
49 JobDeque(const JobDeque &);
50 JobDeque& operator=(const JobDeque& );
51
52 // Methods:
53public:
54 void Start( CSendJob *pJob, BOOL bManualStart);
55 void Completed( CSendJob* pJob);
56private:
57 void Launch();
58private:
59 USHORT m_usRunAmount;
60 std::deque<JobStartInformation > m_jobDeque;
61
62public:
63 static JobDeque* GetJobDeque();
64 static void DestroyJobDeque();
65
66private:
67 /**////<summary>
68 /// 可以并行執(zhí)行的作業(yè)數(shù)目
69 ///</summary>
70 static const USHORT m_susParallelAmount;
71 static JobDeque *m_spJobDeque;
72
73#ifdef _DEBUG
74 void Validate();
75#else
76 void Validate()
77 {
78 }
79#endif
80};
81
1#include "StdAfx.h"
2#include <algorithm>
3#include "SendJob.h"
4#include "JobDeque.h"
5using namespace std;
6
7// JobDeque.cpp
8/**////<summary>
9/// 這里僅對(duì)全局唯一的作業(yè)對(duì)象地址作比較
10///</summary> 11bool operator==(const JobStartInformation& lo, const JobStartInformation& ro) throw()
12{
13 if(&lo == &ro)
14 {
15 return true;
16 }
17
18 if(NULL ==lo.GetJob() && NULL == ro.GetJob())
19 {
20 return true;
21 }
22 if(NULL == lo.GetJob() || NULL == ro.GetJob())
23 {
24 return false;
25 }
26 return lo.GetJob() == ro.GetJob();
27}
28
29bool operator!=(const JobStartInformation& lo, const JobStartInformation& ro) throw()
30{
31 return !(lo == ro);
32}
33
34bool operator<(const JobStartInformation& lo, const JobStartInformation& ro) throw()
35{
36 if(lo == ro)
37 {
38 return true;
39 }
40 return lo.GetJob() < ro.GetJob();
41}
42
43
44/**/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 45// 靜態(tài)變量
46const USHORT JobDeque::m_susParallelAmount = 1;
47JobDeque* JobDeque::m_spJobDeque = NULL;
48
49/**/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 50// Constructor and Destructor
51//
52//
53//
54/**/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 55JobDeque::JobDeque(void)
56{
57 m_usRunAmount = 0;
58}
59
60JobDeque::~JobDeque(void)
61{
62}
63
64/**/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 65//
66//
67//
68/**/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 69void JobDeque::Start( CSendJob *pJob, BOOL bManualStart)
70{
71 ATLASSERT(pJob && _T("Argument of pJob is NULL in JobDeque::Start."));
72 if(!pJob)
73 {
74 return;
75 }
76
77 JobStartInformation jobInfo(pJob, bManualStart);
78 deque<JobStartInformation >::iterator itFinder = find(m_jobDeque.begin(), m_jobDeque.end(), jobInfo);
79 if(itFinder == m_jobDeque.end())
80 {
81 m_jobDeque.push_back(jobInfo);
82 pJob->SetSyncState(CSendJob::COPYING);
83 }
84 Launch();
85 return;
86}
87
88void JobDeque::Completed( CSendJob* pJob )
89{
90 ATLASSERT(pJob && _T("Argument of pJob is NULL in JobDeque::Start."));
91 if(!pJob)
92 {
93 return;
94 }
95 --m_usRunAmount;
96 Validate();
97 Launch();
98 return;
99}
100
101void JobDeque::Launch()
102{
103 if(m_usRunAmount < m_susParallelAmount && m_jobDeque.size() > 0)
104 {
105 m_jobDeque.front().GetJob()->Send(m_jobDeque.front().IsManualStart());
106 m_jobDeque.pop_front();
107 ++m_usRunAmount;
108 Validate();
109 }
110}
111
112JobDeque* JobDeque::GetJobDeque()
113{
115 if (NULL == m_spJobDeque)
116 {
117 if 進(jìn)入互斥區(qū)成功
118 {
119 if(NULL == m_spJobDeque)
120 {
121 m_spJobDeque = new JobDeque();
122 }
退出斥區(qū)
123 }
132 }
133 return m_spJobDeque;
134}
135
136void JobDeque::DestroyJobDeque()
137{
138 if(m_spJobDeque)
139 {進(jìn)入互斥區(qū)
140 delete m_spJobDeque;
141 m_spJobDeque = 0;
退出互斥區(qū)
142 }
143}
144
145#ifdef _DEBUG
146void JobDeque::Validate()
147{
148 if(m_susParallelAmount < m_usRunAmount || m_usRunAmount < 0)
149 {
150 ATLASSERT(_T("The counter in JobDeque work error!"));
151 }
152}
153#endif
154
在這里就省略全局實(shí)例的的例子，在上面的例子中不僅有取得實(shí)例的靜態(tài)函數(shù)，還有銷(xiāo)毀實(shí)例的靜態(tài)函數(shù)。客戶可以任何地方及任何時(shí)間調(diào)用獲得單件的函數(shù)，但是用戶只能且必須在應(yīng)用程序的最后出口處調(diào)用釋放實(shí)例的函數(shù)。也曾看過(guò)C++實(shí)現(xiàn)的單件模式的例子，例子中沒(méi)有銷(xiāo)毀函數(shù)。這與C#，JAVA這樣的純面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)的例子非常地相似。可是C++中并沒(méi)有自動(dòng)垃圾回收裝置，所以還是要我們自己在某個(gè)地方銷(xiāo)毀new出來(lái)的這個(gè)全局實(shí)例對(duì)象。在上面可以看出C++實(shí)現(xiàn)的單件模式不及全局變量來(lái)得簡(jiǎn)單而高效。我持有這個(gè)觀點(diǎn)是基于以下兩個(gè)方面的考慮
（1） 利用全局變量的方案來(lái)產(chǎn)生全局唯一實(shí)例時(shí)不用考慮多線程的情況，在上面的例子中產(chǎn)生實(shí)例時(shí)考慮了多線程情況。
（2） 利用全局變量的方案產(chǎn)生的實(shí)例對(duì)象會(huì)在程序退出時(shí)自動(dòng)地銷(xiāo)毀對(duì)象，而單件模式需明確地delete實(shí)例。
這里并沒(méi)有斷言全局變量就優(yōu)于單件模式，出于如下的考慮可能又會(huì)選用單件模式
（1） 全局變量的方式使代碼的耦合度提高了，而且需事先總體設(shè)計(jì)好。須保證開(kāi)發(fā)人員和后續(xù)的維護(hù)人員不能再去產(chǎn)生的新的實(shí)例，theApp全局實(shí)例是MFC世界基礎(chǔ)的知識(shí)了。
（2） 單件實(shí)例的構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)中需要自定義對(duì)象實(shí)例時(shí)也會(huì)迫使開(kāi)發(fā)人員選用單件模式。
我認(rèn)為兩種方案都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，不能說(shuō)一個(gè)方案絕對(duì)地優(yōu)于另外一個(gè)方案。究竟選用哪種方案取決于應(yīng)用的環(huán)境的約束以及開(kāi)發(fā)人員的偏好。這里闡述了一些個(gè)人的觀點(diǎn)，希望能起到拋磚引玉的作用。