【重读设计模式】单体模式

适用场景：

1.全局只能有一个唯一的对象。

2.通过锁的机制，保证对象的访问同步。

例子：操作数据库几乎是所有的系统都必须面对的问题，而对于后台设计，一般倾向于使用数据库长连接。

设计：后台操作数据库，为了减少建立连接的时间，一般采用的是数据库长连接。这样就必须要把这个数据库连接类设计成单体的，因为如果是非单体类，那么每次新建一个对象都会和数据库建立一个连接，长连接的初衷就失去了。同时，只要存在多线程对同一个连接的竞争，就会引入同步的概念，比如A线程正在使用这个数据库连接，B线程如果还需要使用则必须先等待，直到A释放位置。（当然这里如果使用数据库连接池就可以使用更小粒度的锁机制）

类图：

 

类实现：

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// Name        : singleton.cpp
// Author      : tester
// Version     :
// Copyright   : Your copyright notice
// Description : Hello World in C++, Ansi-style
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#include <iostream>
#include <pthread.h>
using namespace std;


class CDBAccess
{
public:
//获取实例，必须是静态函数
static CDBAccess* getInstance()
{
pthread_mutex_lock(p_mutex);
if(NULL == m_stance)
{
m_stance = new CDBAccess;
}


return m_stance;
}


int init()
{
//... 初始化数据库连接的代码
return 0;
}
int exec_query(char* sql, mysql_result** result)
{
//... 执行sql的代码
printf("exec sql succ.\n");
return 0;
}


private:
//构造函数必须声明为私有的
CDBAccess()
{};


private:
static CDBAccess* m_stance;
static pthread_mutex_t p_mutex;
};


int main() {
cout << "!!!Hello World!!!" << endl; // prints !!!Hello World!!!


int ret = CDBAccess::getInstance()->exec_query();
return 0;
}

总结， 如何构造一个单体类是单体模式的核心，毕竟单体类的类图就只有一个类，单体类的定义说的很清楚，单体类就是要在全局实现唯一，那么如何才能保证全局唯一呢？如果只能通过用户来保证肯定不可靠，甚至于很多时候单体类是以组件或者api的方式提供的，用户都不知道这其实是一个单体类，要实现单体的首要步骤就是将类的构造函数设置为私有。因为只有构造函数设置为了私有，用户就不能使用new操作来实例化他。私有的函数是不能被外界调用的，那么如何才能实例化呢?只能通过类的静态方法来，因此就出现了一个getInstance()的静态方法，如果要实现单体，那么必须每次调用getInstance()返回的类的对象指针必须是一样的，而且静态方法必须使用静态成员，所以就出现了一个m_instance的静态成员。通过这几步，一个单体类就构造完成了，但是这只是一个框架，因为单体类还需要处理业务，所以他还必须有其他的正常成员函数。如果还涉及到多线程的并发访问，可能还需要做线程同步。