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

如果你是创建单例对象并使用它的人,不要将它设置为单例对象(这没有意义,因为你可以控制对象的奇点而不将其设置为单例对象),但如果你是一个库的开发人员,并且你只想向你的用户提供一个对象,这是有意义的(在这种情况下,你是创建单例对象的人,但你不是用户)。

单例对象所以使用它们作为对象,很多人访问单例直接通过调用方法返回它,但这是有害的因为你使你的代码知道对象是单身,我喜欢用单例对象,我通过构造函数传递它们,使用它们作为普通对象,通过这种方式,你的代码不知道是否这些对象是单例对象,这让依赖关系更加明确,它有助于重构……

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。

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.

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。

第一个例子不是线程安全的——如果两个线程同时调用getInstance,这个静态将是一个PITA。某种形式的互斥会有所帮助。

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。