4.6  singleton 

singleton即单件模式，实现这种模式的类在程序生命周期里只能有一个且仅有一个实例。单件模式是一个很有用的创建型模式，有许多实际的应用，并被广泛且深入地研究。如果读者还不熟悉这个模式，最好先阅读附录A推荐书目[1]，它提供了对singleton模式完整深刻的表述。

虽然单件模式非常重要，但很遗憾目前Boost中并没有专门的单件库，而仅是在其他库中有并不十分完善的实现。虽然不够完善（但比普通实现还是要好很多），但总比没有强。

4.6.1  boost.pool的单件实现

在之前介绍pool库的时候，里面有一个组件名字是singleton_pool，它包含了一个泛型的单件类singleton_default。

singleton_default位于名字空间boost::details::pool，为了使用singleton_ default，需要包含头文件<boost/pool/detail/singleton.hpp>，即：

#include <boost/pool/detail/singleton.hpp> 
using boost::details::pool::singleton_default; 

类摘要

singleton_default的简要声明如下：

template <typename T> 
struct singleton_default  
{  
public:  
    typedef T object_type;  
    static object_type & instance();  
};  

singleton_default把模板参数T实现为一个单件类，唯一实例只能通过静态成员函数instance()访问。它运用了很巧妙的技术，可以在main()运行之前就创建单件。对类型T的要求是有缺省（无参）构造函数，而且在构造和析构时不能抛出异常，因为单件在main()前后构造和析构，如果发生异常会无法捕获。

用法

在4.5节（第113页）我们定义了一个三维点point，它具有缺省构造函数，因此可以应用于singleton_default，实现一个唯一的原点实例。为了演示singleton_default<>的创建与销毁，下面的代码增加了构造函数与析构函数：

#include <boost/pool/detail/singleton.hpp> 
using boost::details::pool::singleton_default;          //单件名字空间  
class point  
{public:  
    point(int a=0, int b=0, int c=0):x(a),y(b),z(c)     //构造函数  
    {cout << "point ctor" << endl;}  
    ~point()                                                //析构函数  
    {cout << "point dtor" << endl;}  
...  
};  
 
int main()  
{  
    cout << "main() start" << endl;  
    typedef singleton_default<point> origin;        //定义单件类  
 
    origin::instance().print();                     //使用instance()获得单件对象  
    cout << "main() finish" << endl;  
}  

point ctor  
main() start  
0,0,0  
main() finish  
point dtor  

这段代码示范了如何使用singleton_default，用法非常简单，只需要把想成为单件的类作为它的模板参数就可以了，接下来的工作由singleton_default自动完成。可能唯一的一点不方便之处是过长的类型名，但可以用typedef来简化。

point的例子可能过于简单，下面再用一个比较接近实际的例子。假设我们要实现一个数据库访问类，它负责程序中所有涉及数据库的操作。很自然，这样的类在程序中只能有一个实例存在，它可以实现为单件。

class SqlDB_t  
{  
public:  
    void connect()  
    {cout << "connect db" << endl;  }  
    void exec(const char *sqlstr)  
    {cout << "exec insert/update/delete :" << sqlstr << endl;}  
    void query(const char *sqlstr)  
    {cout << "exec select " << sqlstr << endl;}  
};  
typedef singleton_default<SqlDB_t> SqlDB;  
 
int main()  
{  
    cout << "main() start" << endl;  
 
    SqlDB::instance().connect();  
    SqlDB::instance().exec("create table goods(int id, varchar name(20)");  
    SqlDB::instance().exec("insert into goods values(101, 'wii')");  
    SqlDB::instance().query("select * from goods");  
 
    cout << "main() finish" << endl;  
}  

main() start  
connect db  
exec insert/update/delete :create table goods(int id, varchar name(20)  
exec insert/update/delete :insert into goods values(101, 'wii')  
exec select select * from goods  
main() finish