C++设计模式——一个基于C++11的万用单例模板类

摘要: C++11新特性；设计模式；单例模式

单例模式概述

单例模式（Singleton），是设计模式里面最常见、最常用的设计模式，也是最简单、最容易实现的设计模式。
单例模式的目的很简单，创建一个全局唯一的对象（类or变量）。

简单代码实现

//Simple_Singleton.h

class Singleton
{
public:
static Singleton* GetInstance() {
if (!m_pSingleton) {
m_pSingleton = new Singleton();
}
return m_pSingleton;
}

static void DesInstance() {
if (m_pSingleton)
{
delete m_pSingleton;
m_pSingleton = nullptr;
}
}
private:
Singleton();
static Singleton* m_pSingleton;
};

Singleton* Singleton::m_pSingleton = nullptr;

简单单例模式面临的问题

不能阻止析构、拷贝、赋值、隐式转换等问题。

多线程调用中的线程安全问题。

没有自动GC机制（垃圾回收）。

一个基于C++11的万用单例模板类

//Magic_Singleton.h

/************************************************************************/
/* 名称：万能单例类                                                     */
/* 说明：可把任何类包装成线程安全的全局单例类，出口默认智能指针			*/
/* 作者：Song															*/
/* Email：songshuda@vip.qq.com											*/
/************************************************************************/

#ifndef MAGIC_SINGLETON_H
#define MAGIC_SINGLETON_H

#include <mutex>
#include <memory>

template<typename T>
class Magic_Singleton {
public:

//获取全局单例对象
template<typename ...Args>
static std::shared_ptr<T> GetInstance(Args&&... args) {
if (!m_pSington) {
std::lock_guard<std::mutex> gLock(m_Mutex);
if (nullptr == m_pSington) {
m_pSington = std::make_shared<T>(std::forward<Args>(args)...);
}
}
return m_pSington;
}

//主动析构单例对象（一般不需要主动析构，除非特殊需求）
static void DesInstance() {
if (m_pSington) {
m_pSington.reset();
m_pSington = nullptr;
}
}

private:
explicit Magic_Singleton();
Magic_Singleton(const Magic_Singleton&) = delete;
Magic_Singleton& operator=(const Magic_Singleton&) = delete;
~Magic_Singleton();

private:
static std::shared_ptr<T> m_pSington;
static std::mutex m_Mutex;
};

template<typename T>
std::shared_ptr<T> Magic_Singleton<T>::m_pSington = nullptr;

template<typename T>
std::mutex Magic_Singleton<T>::m_Mutex;

#endif

利用了C++11的智能指针和自解锁等，巧妙避免了所有问题，并实现自动GC。

调用示例

//test.cpp
#include <iostream>
#include "Magic_Singleton.h"

using namespace std;

class MyClass {
public:
MyClass(const string& strData) : m_strData(strData) {
cout << m_strData.data() << endl;
};
~MyClass() {
cout << "destory" << endl;
};

private:
string m_strData;
};

auto main()->int { //等同于入口函数int main()
auto pClass = Magic_Singleton<MyClass>::GetInstance("create");

Magic_Singleton<MyClass>::DesInstance();

return 1;
}