单例:应该如何使用它

编辑: 从另一个问题，我提供了一个答案，有很多关于单例的问题/答案的链接:

所以我读了单身人士的帖子:好的设计还是拐杖? 争论仍在激烈进行。

我认为单例是一种设计模式(有好有坏)。单例的问题不在于模式，而在于用户(对不起大家)。每个人和他们的父亲都认为他们可以正确地实施一个(从我所做的许多采访来看，大多数人都不能)。另外，因为每个人都认为他们可以实现正确的单例，所以他们滥用模式并在不合适的情况下使用它(用单例替换全局变量!)

所以需要回答的主要问题是:

什么时候应该使用单例如何正确地实现单例

我对本文的希望是，我们可以在一个地方(而不是谷歌和搜索多个站点)收集何时(以及如何)正确使用Singleton的权威来源。同样合适的是列出反用法和常见的坏实现，解释为什么它们不能工作，以及对于好的实现来说它们的缺点。

所以开始行动吧: 我会举起我的手，说这是我用的，但可能有问题。我喜欢“Scott Myers”在他的书《Effective c++》中对这个主题的处理。

使用单例的好情况(不多): 日志框架线程回收池

/*
 * C++ Singleton
 * Limitation: Single Threaded Design
 * See: http://www.aristeia.com/Papers/DDJ_Jul_Aug_2004_revised.pdf
 *      For problems associated with locking in multi threaded applications
 *
 * Limitation:
 * If you use this Singleton (A) within a destructor of another Singleton (B)
 * This Singleton (A) must be fully constructed before the constructor of (B)
 * is called.
 */
class MySingleton
{
    private:
        // Private Constructor
        MySingleton();
        // Stop the compiler generating methods of copy the object
        MySingleton(MySingleton const& copy);            // Not Implemented
        MySingleton& operator=(MySingleton const& copy); // Not Implemented

    public:
        static MySingleton& getInstance()
        {
            // The only instance
            // Guaranteed to be lazy initialized
            // Guaranteed that it will be destroyed correctly
            static MySingleton instance;
            return instance;
        }
};

好的。让我们把一些批评和其他实现放在一起。 : -)

当前回答

另一个实现

class Singleton
{
public:
    static Singleton& Instance()
    {
        // lazy initialize
        if (instance_ == NULL) instance_ = new Singleton();

        return *instance_;
    }

private:
    Singleton() {};

    static Singleton *instance_;
};

2012-01-07 17:10:33

其他回答

单例对象的问题不在于它们的实现。而是它们合并了两个不同的概念，这两个概念显然都不可取。

1)单例提供了对对象的全局访问机制。尽管在没有定义良好的初始化顺序的语言中，它们可能更线程安全或更可靠，但这种用法在道义上仍然相当于全局变量。它是一个用一些笨拙的语法修饰的全局变量(比如说，foo::get_instance()而不是g_foo)，但它具有完全相同的目的(在整个程序中可访问的单个对象)，并且具有完全相同的缺点。

2)单例防止一个类的多个实例化。据我所知，这种特性很少被添加到类中。这通常是一个更有语境的东西;很多被认为是独一无二的东西实际上只是碰巧是独一无二的。在我看来，更合适的解决方案是只创建一个实例——直到您意识到需要多个实例为止。

2008-09-17 19:27:56

独生子女的真正缺点是他们打破了继承。你不能派生一个新的类来提供扩展的功能，除非你能访问引用单例的代码。因此，除了Singleton将使您的代码紧密耦合之外(可通过策略模式修复…)又名依赖注入)，它也会阻止你关闭部分代码的修订(共享库)。

因此，即使日志记录器或线程池的示例也是无效的，应该由策略替换。

2008-09-17 19:33:19

Anti-Usage:

过度使用单例的一个主要问题是，该模式阻碍了可选实现的简单扩展和交换。类名在任何使用单例的地方都是硬编码的。

2008-09-17 19:26:16

单例基本上让你在语言中拥有复杂的全局状态，否则就很难或不可能拥有复杂的全局变量。

Java特别使用单例变量作为全局变量的替代品，因为所有内容都必须包含在类中。最接近全局变量的是公共静态变量，它们可以像导入静态的全局变量一样使用

c++确实有全局变量，但是调用全局类变量的构造函数的顺序未定义。因此，单例可以让您推迟全局变量的创建，直到第一次需要该变量。

Python和Ruby等语言很少使用单例，因为您可以在模块中使用全局变量。