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

Because a singleton only allows one instance to be created it effectively controls instance replication. for example you'd not need multiple instances of a lookup - a morse lookup map for example, thus wrapping it in a singleton class is apt. And just because you have a single instance of the class does not mean you are also limited on the number of references to that instance. You can queue calls(to avoid threading issues) to the instance and effect changes necessary. Yes, the general form of a singleton is a globally public one, you can certainly modify the design to create a more access restricted singleton. I haven't tired this before but I sure know it is possible. And to all those who commented saying the singleton pattern is utterly evil you should know this: yes it is evil if you do not use it properly or within it confines of effective functionality and predictable behavior: do not GENERALIZE.

其他回答

如何正确地实现单例

有一个问题我从未见人提起过,是我在之前的工作中遇到的。我们有在dll之间共享的c++单例,而通常的确保类的单个实例的机制就不起作用了。问题是每个DLL都有自己的一组静态变量,还有EXE。如果你的get_instance函数是内联的或者是静态库的一部分,那么每个DLL都会有它自己的“单例”副本。

解决方案是确保单例代码只定义在一个DLL或EXE中,或者创建一个具有这些属性的单例管理器来分配实例。

当我有一个封装大量内存的类时,我发现它们很有用。例如,在我最近开发的一款游戏中,我有一个影响映射类,它包含一个非常大的连续内存数组集合。我想在启动时全部分配,在关闭时全部释放,我肯定只想要它的一个副本。我还必须从很多地方访问它。我发现单例模式在这种情况下非常有用。

我相信还有其他的解决方案,但我觉得这个非常有用,而且很容易实现。

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。

那么什么时候使用单例对象是好的/坏的呢?差不多就是什么时候使用全局变量是好是坏。

下面是实现线程安全的单例模式的更好方法,在析构函数本身释放内存。但我认为析构函数应该是可选的,因为单例实例将在程序终止时自动销毁:

#include<iostream>
#include<mutex>

using namespace std;
std::mutex mtx;

class MySingleton{
private:
    static MySingleton * singletonInstance;
    MySingleton();
    ~MySingleton();
public:
    static MySingleton* GetInstance();
    MySingleton(const MySingleton&) = delete;
    const MySingleton& operator=(const MySingleton&) = delete;
    MySingleton(MySingleton&& other) noexcept = delete;
    MySingleton& operator=(MySingleton&& other) noexcept = delete;
};

MySingleton* MySingleton::singletonInstance = nullptr;
MySingleton::MySingleton(){ };
MySingleton::~MySingleton(){
    delete singletonInstance;
};

MySingleton* MySingleton::GetInstance(){
    if (singletonInstance == NULL){
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
        if (singletonInstance == NULL)
            singletonInstance = new MySingleton();
    }
    return singletonInstance;
}

关于我们需要使用单例类的情况可以是- 如果我们想在整个程序执行过程中维护实例的状态 如果我们参与写入应用程序的执行日志,其中只需要使用文件的一个实例....等等。 这将是值得赞赏的,如果有人可以建议在我上面的代码优化。

但是当我需要像Singleton这样的东西时,我经常使用Schwarz Counter来实例化它。