再探C++的单件实现

最近看了adrianx的大作《C++实现单件的初探》，真是讲得很好，不过里面有一处疏漏。
现对其Singleton类的设计分析如下：
首先，让我们来对Singleton类进行如下测试：
#include <iostream>
using namespace std;
// 为了给Singleton类的Instance计数
template <typename T>
class Counter
{
public:
Counter() { ++count; }
~Counter() { --count; }
Counter(const Counter&) { ++count; }

static size_t HowMany()
{ return count; }
private:
static size_t count;
};
class Singleton : private Counter<Singleton>
{
private:
Singleton()
{
cout<<"object is ["<<this<<"] Do< Construction"<<endl;
}
public:
using Counter<Singleton>::HowMany; // Added by jfwan
~Singleton()
{
cout<<"object is ["<<this<<"] Do Destruction>"<<endl;
}
static Singleton & GetSingleton()
{
static Singleton s;
return s;
}
void Dosomething()
{
cout<<"object is ["<<this<<"] Do Something"<<endl;
}
};
int main(int argc, char* argv[])
{
Singleton& first = Singleton::GetSingleton();
Singleton second(first); // 1
Singleton third(first); // 2
cout << "There are " << Singleton::HowMany()
<< " instances of Singleton." << endl;
return 0;
}

执行结果：
object is [0049F1C0] Do< Construction
There are 3 instances of Singleton.
object is [0012FEB3] Do Destruction>
object is [0012FEBF] Do Destruction>
object is [0049F1C0] Do Destruction>
可以看出Singleton产生了三个Instance，但Construction却只被调用了一次，不难看出另外两个Instance是被Copy Ctor构造出来的，到此，我们已经找到了这段程序中的这个小小的bug了，但如何来去掉这只‘臭虫‘呢？
当我们不定义Copy Ctor时，编译器在需要的时候会产生一个默认的Copy Ctor。分析上面的代码，对于Singleton Pattern，1，2两处的用法应该被禁止，对于1，2这种情况来说是很容易的（但它确实应该被禁止掉）。但一旦在程序中有意或无意的使用了by-value的方式进行函数调用
，就不易被我们所发现。这种情况我们应该尽量使它们在compile-time暴露出来。我们可以通过将Destructor置于private section的方法使1，2不能在此定义。因为Singleton的Destructor属于private section, Compiler将如是抱怨！于是...
但是对于某些类来说，Destructor并不是必需的，而且，有Destructor会降低performance（虽然那只是一点点，但既然我们能避免，又何乐而不为呢）。因此通过改变Destructor的Access level并不是十分明智！然而我们应该如何阻止诸如1，2之类的行为发生呢？Let me think...
嗯！我们得避免编译器合成Default copy constructor行为的产生，然而怎样才能达到这一目的呢？所幸的是，避免编译器的这种幕后操作并不难。
且看修改后的Singleton类如下所示：
class Singleton : private Counter<Singleton>
{
// 同上
private: // preventions
Singleton(const Singleton&);
Singleton& operator = (const Singleton&);
};
我将Singleton的Copy ctor和Assignment operator声明为private, 并且不提供定义（这是为了避免被friend或member functions调用）。这样我们就可以很明显的使1，2出通不过Compiler！使得该Singleton类成为Singleton Pattern的比较完美的实现。
完整代码如下：
class Singleton
{
private:
Singleton()
{
cout<<"object is ["<<this<<"] Do< Construction"<<endl;
}
public:
~Singleton()
{
cout<<"object is ["<<this<<"] Do Destruction>"<<endl;
}
static Singleton & GetSingleton()
{
static Singleton s;
return s;
}
void Dosomething()
{
cout<<"object is ["<<this<<"] Do Something"<<endl;
}
private: // preventions
Singleton(const Singleton&);
Singleton& operator = (const Singleton&);
};
至此，我们的Singleton类就设计完成了！其中难免还有遗漏之处，还望各位不吝指教！
wanjunfeng@gmail.com