開始復習設計模式,第一個,單件模式。
我想我要寫的東西太長了,于是我打算說我解決了什么問題,基礎足夠的同學請自行補腦。
單件模式為解決復雜系統(tǒng)
只需要一個實例的問題。但是沒有提在C++里面怎么解決內(nèi)存自動釋放的問題。
我相信大多數(shù)人首先想到的C++實現(xiàn)都單純的類似這樣:
class Singleton
{
public:
~Singleton(){}
static Singleton* Instance()
{
if (_instance == NULL)
{
_instance = new Singleton();
}
return _instance;
}
private:
Singleton(){}
static Singleton* _instance;
};
Singleton* Singleton::_instance = NULL;
這個確實是單件模式了,但是它沒有解決單例的生命周期問題,new出來的內(nèi)存沒有delete掉,那么這個對象的生命到底什么時候結(jié)束呢?
答案不是確定的,在不同的操作系統(tǒng)平臺上又不同的情況。Unix下是進程消失時內(nèi)存釋放。
我們來解決這個問題,給它加一個清理器。嘿嘿!~~
為了更加通用,我打算用模板來實現(xiàn),請看代碼:
// singleton.h
#ifndef __SINGLETON__
#define __SINGLETON__
#include <iostream>
template<typename T>
class Singleton {
public:
static T *instance(){
if (_instance == nullptr) { //clang++ c++11標準
_instance = new T;
static Cleaner clr; //延遲單件模式的清理對象
/*
static Cleaner clr;這個聲明,由于是靜態(tài)成員,系統(tǒng)會在棧里分配內(nèi)存,回收工作也就由系統(tǒng)自動完成了。
*/
}
return _instance;
}
private:
Singleton(){
}
Singleton(const Singleton &s){};
void operator=(const Singleton &rhs){};
static T *_instance;
class Cleaner {
public:
Cleaner(){
std::cout<<"Singleton cleaner Construct"<<std::endl;
}
~Cleaner(){
std::cout<<"Singleton cleaner Deconstruct"<<std::endl;
if(Singleton<T>::instance()) {
delete Singleton::instance();
}
}
};
};
template<typename T> T * Singleton<T>::_instance = nullptr;
#endif
那么我們來使用一下:
#include <iostream>
#include "singleton.h"
typedef class aClass{
//整個函數(shù)可以注釋掉
public:
void Print(const char* str){
std::cout << "aClass print:" << str;
std::cout<<", my address is " << this << std::endl;
}
~aClass(){
std::cout<<"aClass Deonstruct"<<std::endl; //可以注釋
}
aClass(){
std::cout<<"aClass Construct"<<std::endl; //可以注釋
}
}aClass;
void f(){
Singleton<aClass >::instance()->Print("print 1");
Singleton<aClass >::instance()->Print("print 2");
}
int main(){
f();
return 0;
}
這樣解決了單件模式自動釋放的問題。
原理是什么呢?
在instance中,
static Cleaner clr;這個聲明,由于是靜態(tài)成員,系統(tǒng)會在棧里分配內(nèi)存,回收工作也就由系統(tǒng)自動完成了。
有時候我們要考慮單件在整個軟件系統(tǒng)中的釋放順序,因此,
如果您還有興趣,我們可以看一下這個單例的釋放究竟是在什么時候:
#include <vector>
#include "singleton.h"
typedef class aClass{
//整個函數(shù)可以注釋掉
public:
void Print(const char* str){
std::cout << "aClass print:" << str;
std::cout<<", my address is " << this << std::endl;
}
~aClass(){
std::cout<<"aClass Deonstruct"<<std::endl; //可以注釋
}
aClass(){
std::cout<<"aClass Construct"<<std::endl; //可以注釋
}
}aClass;
void f(){
Singleton<aClass >::instance()->Print("print 1");
Singleton<aClass >::instance()->Print("print 2");
}
class bClass{
public:
bClass(){
std::cout<<"bClass Construct"<<std::endl;
}
~bClass(){
std::cout<<"bClass Deconstruct"<<std::endl;
}
}globalObject;
class cClass{
public:
cClass(){
std::cout<<"cClass Construct"<<std::endl;
}
~cClass(){
std::cout<<"cClass Deconstruct"<<std::endl;
}
};
int main(){
cClass c;
f();
Singleton<aClass >::instance()->Print("print 2");
return 0;
}
根據(jù)在MAC下的控制臺的輸出結(jié)果:
clang++ -std=c++1y main.cpp && ./a.out
bClass Construct
cClass Construct
aClass Construct
Singleton cleaner construct
aClass print:print 1, my address is 0x7f923ac000e0
aClass print:print 2, my address is 0x7f923ac000e0
aClass print:print 2, my address is 0x7f923ac000e0
cClass Deconstruct
Singleton cleaner deconstruct
aClass Deonstruct
bClass Deconstruct
我們可以看出,這個單件模式的實例的釋放時機為:在main退出之后,在全局對象析構之前。(也就是說它的釋放時機是和系統(tǒng)的棧內(nèi)存一樣的。)
最后有人會問,你這個沒有考慮多線程下的問題。
是的,不過這也簡單,我們?yōu)閕nstance函數(shù)添加互斥條件就可以了。
謝謝參觀!