c++ - C++ Singletons：这个解决方案有多好？优点/缺点，替代方案

问题描述

我正在开发一个 C++ 项目，该项目具有多个必须是单例的类，它们之间存在依赖关系（初始化顺序很重要）。

我想出了这个解决方案：

我想成为单例的所有类都有受保护的构造函数，例如：

class MySingleton1
{
protected:
    MySingleton1();
}

有一个源文件singleton_factory.cpp包含一个实例化的类Singletons，它派生自我想成为 singletons 的所有类，如下所示：

#include "MySingleton1.hpp"
#include "MySingleton2.hpp"

class Singletons : public MySingleton1, public MySingleton2 {}
static Singletons s_singletons;

仍然在singleton_factory.cpp中，对于每个单例类型，还实现一个getSingleton函数的特化：

template<>
MySingleton1& getSingleton()
{
    return s_singletons;
}

template<>
MySingleton2& getSingleton()
{
    return s_singletons;
}

getSingleton的特化将“隐藏”在通用模板变体下，在singleton_factory.hpp中：

template <class TSingleton>
TSingleton& getSingleton();

优点：

低耦合：
- 单例类不需要“了解”单例类，只需将其构造函数隐藏在受保护的限定符下（这甚至不是强制性的，只是一种好的做法）。唯一真正了解 Singletons 类的代码是singleton_factory.cpp
- 具体实例的瘦依赖：想要使用 T 类型的单例的代码只需要包含 T 类型的标头和瘦的singleton_factory.hpp
初始化顺序可以通过改变Singletons类的继承顺序来控制
没有延迟初始化=>线程安全？
getSingleton()很快，没有 dynamic_cast，没有 reinterpret_cast

缺点：

每次出现一个新的单例类型时，一个getSingleton 特化，做同样的事情 - 即“ return s_singletons; ”必须添加到singleton_factory.cpp

所以，据我所知，这实际上相当不错，所以我想把它保留下来，但我正在征求您的反馈意见（还有比编程社区更好的地方吗？）。

您认为此解决方案有哪些额外的优势/劣势？

你有什么替代方案？

标签： c++design-patternssingleton

解决方案

这迫使单例集中化，这可能会弄乱更复杂项目中的依赖关系。拥有的库singleton.cpp必须依赖于每个单例所需的一切。同时，任何使用单例的人都必须依赖singleton.cpp库。

基本上你的代码只能在一个整体的非模块化项目中工作。将其扩展到多个动态库几乎是不可能的。

您的初始化顺序必须手动维护。

静态全局变量的构造点与main.

我使用的一个不错的解决方案是创建一个包含单例内存的动态库。

要成为单例，您需要从提供::Instance()内联方法的 CRTP 助手继承。想要单身人士使用的人::Instance()。

::Instance()创建一个静态局部变量生命周期令牌。然后它会尝试从主 DLL 中为单例获取存储空间；如果对象已经创建，它只是将存储转换为对象类型，并增加其引用计数。

如果没有，它会创建新的存储并在其中构造对象。

在静态局部变量生命周期令牌的销毁时，它会减少引用计数。如果该引用计数达到 0，它将在当前动态库中本地销毁它。

单例的生命周期现在是已::Instance()创建变量生命周期的并集。破坏发生在非类型擦除代码中，因此我们不必担心代码被卸载的 DLL。存储是中心。存储存储的 DLL 必须比 Singleton 系统的每个用户都低级别，但它又没有依赖关系，所以这并不痛苦。

这远非完美。单例和生命周期是一个持续存在的问题，因为干净的程序关闭是困难的，而且单例的存在也变得更加困难。但到目前为止，它已经在一个相当大的项目中发挥了作用。

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