设计模式(4)-序列生成器之单例模式

场景：序列生成器

系统中统一的序列生成程序，整个系统统一一套！那么就用单例模式吧！

首先看看单例模式

1）类持有一个自己的实例，而且还是个静态实例。

2）类的构造函数为私有属性。

3）用以获得实例的方法为静态方法。

看看类图



然后看一段试例程序：

#include <iostream>

using namespace std;

class Singleton{
private:
Singleton();//注意:构造方法私有
virtual ~Singleton();
static Singleton* instance;//惟一实例
int var;//成员变量(用于测试)
public:
static Singleton* GetInstance();//工厂方法(用来获得实例)
int getVar();//获得var的值
void setVar(int);//设置var的值
};
//构造方法实现
Singleton::Singleton()
{
this->var = 20;
cout<<"Singleton Constructor"<<endl;
}
Singleton::~Singleton()
{
if(instance != NULL)
{
delete instance;
}
}
//初始化静态成员
//Singleton* Singleton::instance=new Singleton();
Singleton* Singleton::instance=NULL;
Singleton* Singleton::GetInstance()
{
if(instance == NULL)
{
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
//seter && getter含数
int Singleton::getVar()
{
return this->var;
}
void Singleton::setVar(int var)
{
this->var = var;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
Singleton *ton1 = Singleton::GetInstance();
Singleton *ton2 = Singleton::GetInstance();
cout<<"ton1 var = "<<ton1->getVar()<<endl;
ton1->setVar(150);
cout<<"ton2 var = "<<ton2->getVar()<<endl;
return 0;
}

1、构造方法私有

那么，就意味着，只能在Singleton的成员函数中，才能调用Singleton的构造函数来创建实例。在Singleton之外，不能创建Singleton对象的实例。

2、代码中，定义了GetInstance方法，只能通过GetInstance方法来获取Singleton对象的实例，单例就是在GetInstance方法中控制的。

首先，Singleton有一个
static Singleton* instance;//惟一实例

Singleton* Singleton::instance=NULL;
在这里初始化为NULL。

Singleton* Singleton::GetInstance()
{
if(instance == NULL)
{
instance = new Singleton();
}
return instance;
}

上面的函数，就是通过instance来实现单例的。

当第一次调用GetInstance时，instance 为NULL，所以会执行
instance = new Singleton();
把这个新建的实例保存到静态成员instance，并返回这个指针。

第二次到第N次调用GetInstance时，由于instance不为空，所以会直接返回instance 。也就是第一次调用GetInstance创建的那个实例。

所以这样就实现了，单实例。

意思就是说，Singleton对象的实例，只会被创建一次，就是说内存中，只存在一个Singleton的实例，就是所谓，单实例。

弄个生成单例的实例程序吧！

#include <sys/sem.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include <iostream>

using namespace std;

#define MAXID	9999
static struct sembuf op_open={1,-1,0  };

class GenHH{
private:
GenHH();//注意:构造方法私有
virtual ~GenHH();
static GenHH* instance;//惟一实例
int opensem(key_t semkey);
int creatsem(key_t semkey,int bigcount);
int sem_open(int semid);
unsigned int gen_seq();
public:
static GenHH* getInstance();//工厂方法(用来获得实例)
unsigned int gen_hh();
}

GenHH::~GenHH()
{
if(instance != NULL)
{
delete instance;
}
}

//初始化静态成员
GenHH* GenHH::instance=NULL;
GenHH* GenHH::getInstance()
{
if(instance == NULL)
{
instance = new Singleton();
}
return instance;
}

unsigned int GenHH::gen_hh()
{
unsigned int hh;
char	chh[9];

memset(chh,0,9);

sprintf(chh,"%05d%04d",time(NULL)%100000,gen_seq());

hh = atoi(chh);

return hh;
}

unsigned int GenHH::gen_seq()
{
int	seq,kid;
int	semid,semval;

struct timeval  tv;

union semun {
int val;
struct semid_ds *buf;
unsigned short *array;
} semctl_arg;

kid=ftok("/etc/hosts",'m');
if(kid<0){
printf("system Error! Can't find  /etc/hosts!\n");
gettimeofday(&tv, NULL);
return tv.tv_usec % MAXID ;
}

semid=opensem(kid);
if(semid<=0){
semid=creatsem(kid,MAXID);
if(semid<0){
gettimeofday(&tv, NULL);
return tv.tv_usec % MAXID ;
}
}

semval=semctl(semid,1,GETVAL,0);
if(semval<=2){
semctl_arg.val=MAXID;
if ((semctl(semid,1,SETVAL,semctl_arg)) < 0 ){
gettimeofday(&tv, NULL);
return tv.tv_usec % MAXID ;
}
}

sem_open(semid);
semval=semctl(semid,1,GETVAL,0);

return MAXID-semval;
}

int GenHH::opensem(key_t semkey)
{
int semid;

semid=semget(semkey,2,0);
if(semid<0){
printf("semaphoreid get error!\n");
return -1;
}

return semid;
}

int GenHH::creatsem(key_t semkey,int bigcount)
{
int semid,semval;
union semun {
int val;
struct semid_ds *buf;
unsigned short *array;
} semctl_arg;

semid=semget(semkey,2,IPC_CREAT|0600);
if(semid<0){
return -1;
}

if((semval=semctl(semid,1,GETVAL,0))<0)
printf("GETVAL error!\n");
else if(semval==0){
semctl_arg.val=1;
if(semctl(semid,0,SETVAL,semctl_arg)<0)
printf("SETVAL error\n");

semctl_arg.val=bigcount;
if(( semctl(semid,1,SETVAL,semctl_arg)) < 0 )
printf("setval error\n");
}

return semid;
}

int GenHH::sem_open(int semid)
{
while(( semop(semid,&op_open,1) ) < 0 ){
if( errno==EINTR ) {
usleep(5000);
continue;
}
printf("sem op_open error!\n");
return -1;
}
return 0;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
GenHH *genHH1 = GenHH::getInstance();
GenHH *genHH2 = GenHH::getInstance();

cout<<genHH1->gen_hh()<<endl;
cout<<genHH2->gen_hh()<<endl;
return 0;
}