C++设计模式——一个基于C++11的万用单例模板类

单例模式概述

单例模式（Singleton），是设计模式里面最多见、最经常使用的设计模式，也是最简单、最容易实现的设计模式。 单例模式的目的很简单，建立一个全局惟一的对象（类or变量）。

简单代码实现

//Simple_Singleton.h

class Singleton 
{
public:
	static Singleton* GetInstance() {
		if (!m_pSingleton) {
			m_pSingleton = new Singleton();
		}
		return m_pSingleton;
	}

	static void DesInstance() {
		if (m_pSingleton)
		{
			delete m_pSingleton;
			m_pSingleton = nullptr;
		}
	}
private:
	Singleton();
	static Singleton* m_pSingleton;
};

Singleton* Singleton::m_pSingleton = nullptr;

简单单例模式面临的问题

• 不能阻止析构、拷贝、赋值、隐式转换等问题。
• 多线程调用中的线程安全问题。
• 没有自动GC机制（垃圾回收）。

一个基于C++11的万用单例模板类

//Magic_Singleton.h

/************************************************************************/
/* 名称：万能单例类                                                     */
/* 说明：可把任何类包装成线程安全的全局单例类，出口默认智能指针			*/
/* 做者：Song															*/
/* Email：songshuda@vip.qq.com											*/	
/************************************************************************/

#ifndef MAGIC_SINGLETON_H
#define MAGIC_SINGLETON_H

#include <mutex>
#include <memory>

template<typename T>
class Magic_Singleton {
public:

	//获取全局单例对象
	template<typename ...Args>
	static std::shared_ptr<T> GetInstance(Args&&... args) {
		if (!m_pSington) {
			std::lock_guard<std::mutex> gLock(m_Mutex);
			if (nullptr == m_pSington) {
				m_pSington = std::make_shared<T>(std::forward<Args>(args)...);
			}
		}
		return m_pSington;
	}

	//主动析构单例对象（通常不须要主动析构，除非特殊需求）
	static void DesInstance() {
		if (m_pSington) {
			m_pSington.reset();
			m_pSington = nullptr;
		}
	}

private:
	explicit Magic_Singleton();
	Magic_Singleton(const Magic_Singleton&) = delete;
	Magic_Singleton& operator=(const Magic_Singleton&) = delete;
	~Magic_Singleton();

private:
	static std::shared_ptr<T> m_pSington;
	static std::mutex m_Mutex;
};

template<typename T>
std::shared_ptr<T> Magic_Singleton<T>::m_pSington = nullptr;

template<typename T>
std::mutex Magic_Singleton<T>::m_Mutex;

#endif

利用了C++11的智能指针和自解锁等，巧妙避免了全部问题，并实现自动GC。

调用示例

//test.cpp
#include <iostream>
#include "Magic_Singleton.h"

using namespace std;

class MyClass {
public:
	MyClass(const string& strData) : m_strData(strData) {
		cout << m_strData.data() << endl;
	};
	~MyClass() {
		cout << "destory" << endl;
	};

private:
	string m_strData;
};

auto main()->int { //等同于入口函数int main()
	auto pClass = Magic_Singleton<MyClass>::GetInstance("create");

	Magic_Singleton<MyClass>::DesInstance();

	return 1;
}