C++ Programmer

    C++當(dāng)中常常需要一個全局唯一的對象實例，這時候，我們就會想到單件模式。如何實現(xiàn)這一模式？全局變量當(dāng)然是一個簡單可行的方法，然而，這太丑陋。嗯，其實，丑陋倒也罷了，最嚴(yán)重的是它將引誘程序員濫用全局變量，這將導(dǎo)致維護(hù)的災(zāi)難。

    既然全局變量是可能有害的，那么，我們我們把它隱藏一下，放到某個類當(dāng)中去，作為類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。這看上去不錯，我也這么認(rèn)為。當(dāng)我們只是簡單的需要一個全局對象時，這很好，而且足夠簡單。不過，天空中尚有一朵小小的烏云，讓我們來看一看它是什么。

    靜態(tài)成員變量的初始化，和全局對象一樣，實際上是在main函數(shù)進(jìn)入后，我們寫下的第一行代碼之前被執(zhí)行的。而且，我們知道那個著名的初始化順序不可靠的問題（跨編譯單元）。當(dāng)我的全局對象是一個復(fù)雜對象――這很常見，比如一個環(huán)境管理器――它甚至還需要復(fù)雜的裝配過程，我們需要考慮：構(gòu)建這個單件的時候，其對象都準(zhǔn)備好了嗎？如果我們不能確定，那么一個常見的措施是延遲單件對象的構(gòu)造――把它延遲到全局對象初始化結(jié)束以后怎么樣？這好像很容易實現(xiàn)：

SomeClass * SomeClass ::instance(){ 
 static SomeClass inst;
 return &inst;
}

不錯吧？它不但可以延遲到全局對象初始化之后，甚至可以延遲到有人需要它的時候，才被構(gòu)造出來，隨需應(yīng)變，呵呵，是不是很帥？嗯，還有一點小問題，不僅存在對象初始化順序問題，析構(gòu)也同樣存在問題。局部靜態(tài)變量的析構(gòu)，和全局對象一樣，是在main函數(shù)退出前進(jìn)行的，如果也要考慮順序問題的話...是不是有點麻煩呢？

    過度設(shè)計是一種罪，我是不是考慮的太復(fù)雜了？如果壓根就不需要考慮析構(gòu)順序，這是不是很完美的解決方案？沒那么簡單！非但不夠完美，而且，這里面仍然存在缺陷：當(dāng)我們運行在多線程環(huán)境的時候，靜態(tài)變量的初始化來實現(xiàn)單件，是不可靠的――直接的說，靜態(tài)變量有可能初始化多次！在作實驗之前，我們現(xiàn)分析一下靜態(tài)局部變量的實現(xiàn)方式，下面是前面instance實現(xiàn)的偽碼：

if (!initialized){
 initialized = true;
 new (&inst)SomeClass;
}
return &inst;

每個靜態(tài)變量都會擁有自己的初始化與否的標(biāo)志，靜態(tài)變量初始化并不是一個原子操作，也沒有為多線程而設(shè)立互斥區(qū)（C++語言本身是沒有線程概念的），因此，我們要想實現(xiàn)多線程下的單件延遲創(chuàng)建，就不得不解決重復(fù)初始化的問題。至于如何實現(xiàn)，實際上這方面的代碼很多了。一個顯然的方案是設(shè)立互斥區(qū)，傳統(tǒng)的雙檢測技術(shù)可以有效解決這一問題――至少目前的C++是這樣，至于最近在csdn看到在Java中雙檢測失效的文章，我認(rèn)為應(yīng)該由Java語言負(fù)責(zé)。

    其實，局部靜態(tài)變量可能多次初始化，并不難理解，實踐上，也很少出嚴(yán)重的問題――出問題的條件還是挺苛刻的：多線程，不可多次初始化，恰好多個線程同時調(diào)用，恰好在if之后發(fā)生線程調(diào)度。很少出問題，不等于不出問題，特別的，對于廣泛使用的應(yīng)用程序來說，出錯概率就不是一點點了。寫這篇東西的原因，是今天在公司看到的一段代碼，作了標(biāo)識符替換：

SomeClass * SomeClass::GetInstance(){
 static CLock g_lock;
 if (m_pInstance == NULL){
  g_lock.Lock();
  if (m_pInstance == NULL){
   m_pInstance = new SomeClass;
  }
  g_lock.Unlock();
 }
 return m_pInstance;
}

就這段代碼，雖然知道用雙檢測，且不說Lock/Unlock可以更好的處理，static CLock g_lock根本就是錯誤。鎖本身可能被初始化多次，象這種資源類型的對象，多次構(gòu)造幾乎肯定會出錯的。而對于單件模式的實現(xiàn)，我認(rèn)為，一般而言，Loki:: SingletonHolder會是一個好的選擇。

本文出處：http://blog.csdn.net/wingfiring/archive/2005/10/09/498242.aspx