设计模式C++达到 1.辛格尔顿

实现类的单个案件的Singleton模式。该系统有一个类只有一个实例，而本实施例是容易的外部访问。所以容易控制的实例的数量，并且节省系统资源。

单的情况下通常与一些非本地静态对象的使用，对于这些对象，计划是难以控制。对于那些具有全球影响，持久对象和一般的存在，根据某些约束有时需要被初始化或顺序，始化这些对象假设不使用单例方法的话会极度不安全。这个时候就要使用单例模式来解决问题。

实现单例的方法有非常多，最简单的一个是将对象放入函数中作为其静态成员：

class SingleTon;
SingleTon* getSingleTonInstance(){
static SingleTon* instance = new SingleTon();
return instance;
}
class SingleTon{
friend SingleTon* getSingleTonInstance();
private:
SingleTon(){}
};

这是我觉得的最简单的实现单例模式的方法，不足的地方在于这个获得单例对象的函数不在类内。

首先要实现单例模式，将构造函数声明为稀有。这样构造函数就不能被方法，也不能任意创建单例类的对象。而这里获得实例为函数的静态对象，所以其仅仅有一个。且存在时间为创建到程序结束。

当然。也能够将函数中的静态对象改为类中的静态对象，而将这个全局的函数设置为类中的静态函数，这样就得到一个更加普遍经常使用的形式：

class SingleTon{
public:
static SingleTon* getInstance(){
static SingleTon* instance = new SingleTon();
return instance;
}
~SingleTon(){}
private:
SingleTon(){	}
SingleTon(const SingleTon&);
SingleTon& operator=(const SingleTon&);
};

这里还是使用了函数中的静态成员，使用类中的静态成员也是能够的：

class SingleTon{
public:
static SingleTon* getInstance(){
if(NULL == instance)
instance = new SingleTon();
return instance;
}

private:
SingleTon(){	}
SingleTon(const SingleTon&);
SingleTon& operator=(const SingleTon&);
static SingleTon* instance;
};
SingleTon* SingleTon::instance;// = new SingleTon();类内的静态成员初始化能够调用类中的私有的构造函数。

为了安全性，这里将复制构造函数和赋值操作符都给隐藏了。可是析构函数还是可见的，程序猿还是会误用delete来删除这个单例实体，这样是不安全的，能够选择将析构函数放入私有中。隐藏析构函数，对于一些对象在最后结束时析构。则不用关心其释放过程。

可是假设在程序运行中要调用析构函数进行实例的删除的话，就使用一个公有的函数来封装析构函数，且将析构函数置为私有：

class SingleTon{
public:
static SingleTon* getInstance(){
if(NULL == instance)
instance = new SingleTon();
return instance;
}
static void delelteInstance(){
if(NULL != instance){
delete instance;
instance = NULL;
}
}
private:
SingleTon(){	}
SingleTon(const SingleTon&);
SingleTon& operator=(const SingleTon&);
static SingleTon* instance;
~SingleTon();
};
SingleTon* SingleTon::instance ;

这里就已经基本上在单线程上安全了，然后就考虑多线程。当多个线程企图同一时候初始化 单例实例时，就出现了问题，要使用相互排斥来解决这个问题。这里就使用临界区来解决：

CRITICAL_SECTION cs;
class SingleTon{
public:
static SingleTon* getInstance(){
if(NULL == instance){
EnterCriticalSection(&cs);
if(NULL == instance){//双检锁。在进入临界区后再检測一次是否对象已经建立
instance = new SingleTon();
}
LeaveCriticalSection(&cs);
}
return instance;
}
static void delelteInstance(){
if(NULL != instance){
EnterCriticalSection(&cs);
if(NULL != instance){
delete instance;
instance = NULL;
}
LeaveCriticalSection(&cs);
}
}
private:
SingleTon(){	}
SingleTon(const SingleTon&);
SingleTon& operator=(const SingleTon&);
static SingleTon* instance;
~SingleTon();
};
SingleTon* SingleTon::instance ;

这里使用双检锁的机制，第一次是推断是否须要对实例进行操作，第二次是在进入临界区即对数据加锁后，推断在数据已经不会再被外界干扰的情况下。第一次推断和第二次推断之间是否被其它线程进行了操作，这样两次推断保证了实例的安全。

可是这样还是不够安全。由于多线程中还是会有一些特殊情况，在类中一些文件被锁了，如文件句柄，数据库连接等，这些随着程序的关闭并不会马上关闭资源。必需要在程序关闭前，进行手动释放。

这里的指不会自己主动关闭。是对于析构函数是私有的情况下，由于系统无法訪问私有的析构函数。对于没有这些连接时。即类仅仅在内存中占领了一些地址，则系统将其视为全局变量。在结束时释放其所在内存资源，所以没有内存泄漏。而若类中有文件句柄和数据库连接这些东西。系统并不会帮忙关闭这些。所以必须手动的调用析构函数中对这些文件的关闭操作。

对于这种情况，通常会使用一种私有内嵌类Garbo，意为垃圾工人。在单例类中包括一个私有的静态垃圾工人对象，当程序结束时。系统会调用这个对象的析构函数，而这个析构函数中对单例类对象实现析构。

CRITICAL_SECTION cs;
class SingleTon{
public:
static SingleTon* getInstance(){
if(NULL == instance){
EnterCriticalSection(&cs);
if(NULL == instance){//双检锁。在进入临界区后再检測一次是否对象已经建立
instance = new SingleTon();
}
LeaveCriticalSection(&cs);
}
return instance;
}
static void delelteInstance(){
if(NULL != instance){
EnterCriticalSection(&cs);
if(NULL != instance){
delete instance;
instance = NULL;
}
LeaveCriticalSection(&cs);
}
}

private:
SingleTon(){	}
SingleTon(const SingleTon&);
SingleTon& operator=(const SingleTon&);
static SingleTon* instance;
~SingleTon(){}//对应的关闭连接等操作
class GarBo{
public:
~GarBo(){
if(NULL != instance){
EnterCriticalSection(&cs);
if(NULL != instance){
delete instance;
instance = NULL;
}
LeaveCriticalSection(&cs);
}
}
};
static GarBo gc ;
};
SingleTon* SingleTon::instance ;
SingleTon::GarBo  SingleTon::gc;//类外的初始化。

这样就得到更加完美的单例类。