单例模式是GoF模式书中一个完全付费的成员,但最近它似乎被开发人员世界孤立了。我仍然使用了相当多的单线程,特别是对于工厂类,虽然你必须对多线程问题(像任何类一样)小心一点,但我不明白为什么它们如此糟糕。

Stack Overflow似乎特别假设每个人都认为Singleton是邪恶的。为什么?

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当几个人(或团队)达成类似或相同的解决方案时,就会出现一种模式。许多人仍然使用原始形式的单件或使用工厂模板(Alexandrescu的《现代C++设计》中有很好的讨论)。并发性和管理对象生存期的困难是主要障碍,前者很容易按照您的建议进行管理。

和所有的选择一样,辛格尔顿也有其沉浮的部分。我认为它们可以适度使用,特别是对于在应用程序寿命期内仍然存在的对象。事实上,它们类似于(而且很可能是)全球性的,这可能引发了纯粹主义者。

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摘自Brian Button:

它们通常被用作全局实例,为什么如此糟糕?因为您将应用程序的依赖项隐藏在代码中,而不是通过接口公开它们。让一些东西全球化以避免传播是一种代码气味。他们违反了单一责任原则:因为他们控制自己的创作和生命周期。它们固有地导致代码紧密耦合。这使得在许多情况下,在测试中伪造它们相当困难。它们在应用程序的整个生命周期中携带状态。另一个对测试的打击,因为您可能会遇到一种需要订购测试的情况,这对于单元测试来说是一个很大的禁忌。为什么?因为每个单元测试都应该彼此独立。

当您使用单例(例如,记录器或数据库连接)编写代码时,然后发现您需要多个日志或多个数据库,您就遇到了麻烦。

单身者很难从他们身上转移到普通物体上。

此外,编写非线程安全的单例也太容易了。

您应该将所有需要的实用程序对象从一个函数传递到另一个函数,而不是使用单例。如果您将所有这些对象包装到一个辅助对象中,这可以简化,如下所示:

void some_class::some_function(parameters, service_provider& srv)
{
    srv.get<error_logger>().log("Hi there!");
    this->another_function(some_other_parameters, srv);
}

这并不是说单体本身是坏的,而是GoF设计模式是坏的。唯一真正有效的论点是,GoF设计模型不适合测试,尤其是在并行运行测试的情况下。

只要在代码中应用以下方法,使用类的单个实例就是有效的构造:

确保将用作单例的类实现了一个接口。这允许使用相同的接口实现存根或模拟确保Singleton是线程安全的。这是给的。单例应该是简单的,而不是过于复杂。在应用程序的运行时,如果需要将单例传递给给定对象,请使用构建该对象的类工厂,并让类工厂将单例实例传递给需要它的类。在测试期间,为了确保确定性行为,将单例类创建为单独的实例,作为实际类本身或实现其行为的存根/模拟,并将其原样传递给需要它的类。不要使用在测试期间创建需要单例的被测对象的类因子,因为它将传递其单个全局实例,这违背了目的。

我们已经在我们的解决方案中使用了Singleton,并取得了巨大的成功,这些成功是可测试的,确保了并行测试运行流中的确定性行为。

单线态的问题是范围增加,因此耦合的问题。不可否认,在某些情况下,您确实需要访问单个实例,并且可以通过其他方式实现。

我现在更喜欢围绕控制反转(IoC)容器进行设计,并允许容器控制生命周期。这为依赖于实例的类提供了好处,使它们不知道存在单个实例的事实。将来可以更改单例的生存期。我最近遇到的一个例子是从单线程到多线程的简单调整。

FWIW,如果你尝试单元测试它时它是一个PIA,那么当你尝试调试、修复或增强它时,它就会变成PIA。

单身汉——反模式!马克·拉德福德(Mark Radford)的《过载杂志》(Overload Journal#57–2003年10月)很好地解释了为什么辛格尔顿被视为反模式。本文还讨论了替代Singleton的两种替代设计方法。