singleton 读后感

时间：2010-09-27 来源：debianlm

近日阅读c++设计新思维，读到singleton的时候，不禁拍案叫绝，想不到一个单件竟然有如此多的陷阱，因此，为了防止自己以后忘记，将新的写了下来。

一般来说，一个singleton大致想一下可能会这么写,暂时不考虑mt.

template< typename T>
class SingletonHolder
{
public:
   static T* instance()
{
       if(!pInstance)
       {
            s_pInstance = new T();
       }

return s_pInstance;
}
private:
singletonHolder();
SingletonHolder(const singletonHolder& rhs);

private:
static T* s_pInstance;
};

// in some cpp
Singletonholder<myclass>::pInstance = NULL;

这样一个类，仅仅提供了SingletonHolder<t>::instance() 阻止了其它的c++方式,
的构造。

那么进一步来说，这个类还有那些可以提高的地方，还是不考虑mt

1. 由于对于所有可能使用singleton的类来说，它都必须在某个cpp文件中，初始化这个成员变量. 即时实际不用到，当然这个缺点可以忽略，不过需要探讨

因此将此实现修改为如下...

template< typename T>
class SingletonHolder
{
public:
   static T* instance()
{
   static T obj;
   return &obj;
}
private:
singletonHolder();
SingletonHolder(const singletonHolder& rhs);
};

这样做，那么根据c++的方式，如果某个T，它没有被真正的使用，那么是不会有任何资源被占用。
同时instance 函数内的判断语句也被省略了。

接下来继续分析。。。
现在的缺点是什么....

要知道现在的缺点，必须明白这种local static 的含义。。。
即刚才获得的好处不是免费的。。

如果要有伪代码那么刚才的instance内的实际情况或许如下。。。

static T* instance()
{
extern void destroysingleton();
extern void constructsingleton(void* mem);

static bool binit = false;
static char buf[sizeof(T)];

if(!binit)
{
  constructsingleton(buf);
  _atexit(destroysingleton);

  binit = true;
}

return static_cast<T *>(buf);
}

这儿的atexit 实际上构建了一个exit stack，即lifo 方式。
也就是说这些local static variable的销毁方式是，谁先早创建，谁先晚销毁。

看到这儿，问题就来了。。。。

即如果存在多个singleton，它们之间还有关联，比如A需要使用B，而B可能是一个基本服务，那么就有可能出现，在
B销毁后，A还想用B的情况发生。

那么实际上我自己也在想，如果不进行刚才这个价值不大的优化，还是采用file scope 的静态变量，该如何呢？
实际上如果那样的话，问题变为，如果T握有了network connection， gdi handle等资源，难道一定要等到进程退出才有os负责释放？
也就是说还是面临一个退出问题.

由于刚才那个小优化最后，也要面临这个问题，因此我们从研究角度，还是从那个继续往下说。。。

刚才那个情况，成为dead reference, 即引用一个不存在的对象。。。

有一种成为phoenix singleton , 具体来说，它能够在singleton销毁后，被再次创建....

那么这儿用到了c++的一种特性,即静态对象的内存在整个程序lifetime中会被保留，即使它已经被回收了)

因此修改过后的代码变为:

template< typename T>
class SingletonHolder
{
public:
   static T* instance()
{
if(bdestroyed)
{
  OnDead();
}
else
{
  OnCreate();
}

return pinstance;
}

void OnCreate()
{
static T obj;
pinstance = &obj;
}

void OnDead()
{
// 在原地址上重新分配内存, 这样对于外部来说，相当于什么都没有变化
pinstance = new(pinstance) T;
}
private:
singletonHolder();
SingletonHolder(const singletonHolder& rhs);

private:
static bool bdestroyed;
static T*  pinstance;
};