一个真正的Singleton

对于单件模式，　我想大家应该都不陌生，它可以说是GOF23个设计模式中最简单，最常用的一个模式了。但看似简单的东西却不一定好用，我就在使用时遇到了一个问题。

 

1       一个简单的Singleton类

我们先来看一个简单的单件类的定义：

#include<iostream>

class Singleton

{

public:

static Singleton& GetSingleton()

{

    static Singleton singleton;

    return singleton;

}

 

void Print()

{

    std::cout<<"Singleton Print/n";

}

 

private:

Singleton::Singleton()

{

    std::cout<<"singleton constructor/n";

}

};

这个类提供了一些的功能(函数Print), 并禁止我们创建这个类的对象(构造函数为private), 提供给我们一个静态函数接口来访问这个单件对象（GetSingleton），利用静态变量的特点实现了其单一性。但是，　这个类有问题吗？

2       问题所在

是的，上面这个简单的类的确存在问题，而且是一个很严重的问题，这个问题让Singleton类完全失去它存在的意义，　因为它不再唯一！

是的，　当我们只在一个模块中使用这个类时（比如说，一个exe）,这个类是没有问题的。但是，　一个稍微复杂一点的软件，　为了开发的便捷，提高复用度，降低耦合性等原因，其难免会被分成好几个模块。那么假设讲我现在有两个模块，一个DLL(singleton.dll)，　用来提供一些基础的功能，　一个EXE(test.exe)，用来提供真正的软件逻辑。 我现在singleton.dll中封装了一个Print的函数间（用类Singleton实现）并暴露出来。

singleton.dll

void Print()

{

    Singleton::GetSingleton().Print();

}

并在test.exe中这样调用：

Test.exe

Singleton::GetSingleton().Print();

Print();

这个时候，我们会发现在调用Singleton::GetSingleton().Print()时会产生一个Singleton对象，　而在调用Print()时，　也会产生一个Singleton对象，　也就是说我们有了两个Singleton实例，　singleton不再是singleton。那么，　为什么会这样呢。

static Singleton& GetSingleton()

{

    static Singleton singleton;

    return singleton;

}

这个函数应该只会在第一次调用时创建Singleton对象，无论如何，　不应该出现会创建两次，　调用两次构造函数的情况。对于静态变量特性理解没错(只在第一次经过时被初始化)，　编译器也没问题(vc8.0)，难道两次经过该静态变量是都是第一次？　那么，难道两次调用的GetSingleton函数并不是同一个函数？让我们逐一来看：

1） Singleton::GetSingleton().Print()

在Test.exe中直接调用该函数，因为包含的头文件singleton.h有完整的实现，　在链接时会在Test.exe保存一份Singleton::GetSingleton()的实现代码。

将其标为Singleton::GetSingleton_1();

2） Print（）;

Print()函数是从singleton.dll中导出而来的，而Print()会调用Singleton::GetSingleton()，　在链接模块singleton.dll时，因为其包含的头文件有完整的实现，　这个DLL也会保存一份Singleton::GetSingleton()的执行代码。　我将它标为Singleton::GetSingleton_2(), 虽然我们包含的是同一个头文件，两个是相同的函数名字，　但是这个函数在两个不同的模块中都存有一份独立的实现。实际上，　他们已经成为两个不同的函数了。

看来，两个函数的确不是同一个函数。

 

3       如何解决

既然知道了原因，就会有相应的解决方法。既然我们知道有两份独立的代码分别存在于两个模块中，　那么我们要做的就是让它只有一份。最好的结果就是这个函数保存在dll中，　在Test.exe不再存有该函数的执行代码，　而是调用dll中的那个函数。现在结果很明显了：将Singleton.h编译链接singleton.dll并将外部需要使用的函数暴露出来。这样，　不管有多少模块使用到singleton，　我们始终执行singleton.dll中的代码。

如下：

SINGLETON_API static Singleton& GetSingleton()

{

     static Singleton singleton;

     return singleton;

}

注：

#ifdef SINGLETON_EXPORTS

#define SINGLETON_API __declspec(dllexport)

#else

#define SINGLETON_API __declspec(dllimport)

#endif

这样在test.exe中使用该函数时，就不会再产生一个副本了，从而保证了我们的应用程序只有一个singleton实例