Zhibin's blog

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Crational Pattern - Sigleton

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发现习惯 Octopress 之后，就懒得再去照顾 Wordpress 博客 了 ;–)。使用 Octopress 一个多月的时间，发觉使用这个轻量级的 Framework 写博客真是很舒服：

  • 简单的 MarkDown 语法，方便快速的处理基本的格式，比起处理 HTML 来要轻松多了。
  • 托管使用 GitHub, 免费，还不用担心服务器性能问题。自带版本控制。

唯一的缺点可能是：你得在本地搭建一个环境，对于非程序员的一般用户来说，可能稍显复杂。

如果你也想搭建一个这样的博客，请参考这里

继续这里 学习 Design Patterns，今天来学习 Singleton 。

又看了一遍 这篇文章, 写的真是不错，Design Patterns 是从建筑领域借鉴过来，解决软件设计中的问题。GOF 的 Desgin Patterns 中探讨了如何应用 Design Pattern 解决面向对象程序设计中的问题，如果我们能够不局限于此，从一般的软件设计和更加宽泛的角度来认识，或许能认识的更加深刻和独到。

为什么使用 Singleton 模式

使用 Singleton 是为了保证一个类只有一个实例，并且提供一个全局统一的接口来访问这个实例。

有很多情况下，需要保证一个类只有一个全局的实例：比如，全局的配置类需要保证有一个实例，这样才能保证所有使用的地方取到的配置是一致的；再比如，系统中管理窗口的类，也需要保证只有一个实例，这样才能保证窗口正确的排序和切换。

如何实现 Singleton

如何保证一个类只有一个实例，而且是全局可以访问的？ 一个全局变量怎么样？虽然全局变量可以保证全局可以访问，但是不能保证只有一个实例。

让一个类自己来保证只有一个实例，提供一个全局统一的访问接口似乎是更合理的做法。因为是由这个类自己来响应创建实例和访问实例的请求。

来看一下这个结构图：

single

从上图可以看出，这个类需要有一个唯一的实例 uniqueInstance , 以及一个可以访问这个实例的接口 Instance()。singletonData 是其他数据成员，SingletonOperation 和 GetSingletonData 是类的一般方法。

那么实现才能保证一个实例，全局访问呢？

Singleton 的声明：

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 class Singleton {
    public:
        static Singleton* Instance();
    protected:
        Singleton();
    private:
        static Singleton* _instance;
    };

定义一个 static 方法 Instance() 保证全局统一访问；将构造函数 Singleton（）设置为 protected 使得外部无法调用此接口来创建新的实例，实现了自己控制实例的数量（此类或子类中），不受外部影响。

Singleton 的实现：

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  Singleton* Singleton::_instance = 0;

    Singleton* Singleton::Instance () {
        if (_instance == 0) {
            _instance = new Singleton;
        }
        return _instance;
    }

在返回 Instance 之前判断是否存在，如果不存在则创建这个实例，保证了实例只创建一次。

Singleton 的子类

有时候可能 Singleton 需要满足不同的需求，因此需要几个不同的子类来是实现不同的需求，但是，如何保证运行时将正确的 Instance 绑定到 _instance 成员呢？

最简单的方法是在 Instance() 方法中根据配置来决定使用哪一个 Singleton。使用一种 Registry 和 Lookup 来决定使用哪个子类。

来看下新的 Singleton :

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class Singleton {
    public:
        static void Register(const char* name, Singleton*);
        static Singleton* Instance();
    protected:
        static Singleton* Lookup(const char* name);
    private:
        static Singleton* _instance;
        static List<NameSingletonPair>* _registry;
    };

Register 用来注册 Singleton 子类, 保存了一份 Singleton 子类的名字和实例 map， Lookup 通过名字来找到正确的 Singleton 子类的实例。(假定名字是可以通过上下文环境来获取的)

Instance() 的实现：

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Singleton* Singleton::Instance () {
    if (_instance == 0) {
        const char* singletonName = getenv("SINGLETON");
        // user or environment supplies this at startup

        _instance = Lookup(singletonName);
        // Lookup returns 0 if there's no such singleton
    }
    return _instance;
}

Singleton 的子类：

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static MySingleton theSingleton;

   MySingleton::MySingleton() {
        // ...
        Singleton::Register("MySingleton", this);
    }

android 中一个实现 Singleton 的例子

WindowManagerGlobal.java

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  public static WindowManagerGlobal getInstance() {
        synchronized (WindowManagerGlobal.class) {
            if (sDefaultWindowManager == null) {
                sDefaultWindowManager = new WindowManagerGlobal();
            }
            return sDefaultWindowManager;
        }
    }

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