• Qt中实现单例模式(SingleTon)


          单例模式分为“饥汉”和“饿汉”两种版本,也正是线程安全问题使得原本简单的单例模式变得复杂。由于单例模式很常用,Boost库中有强大的泛型单例实现,我也利用Qt的原子指针QAtomicPointer来实现Qt中的单例模式:

    //.cpp
    class SingleTon
    {
     
    public:
        /*! \brief 用于获得SingleTon实例,使用单例模式。
         *  \return SingleTon实例的引用。
         */
        static SingleTon &getInstance(void)
        {
            //使用双重检测。
     
            if(!instance)//第一次检测
            {
                QMutexLocker locker(&mutex);//加互斥锁。
     
                if(!instance)//第二次检测。
                    instance = new SingleTon;
            }
     
            return *instance;
        }
     
    private:
        SingleTon();//禁止构造函数。
        SingleTon(const SingleTon &);//禁止拷贝构造函数。
        SingleTon & operator=(const SingleTon &);//禁止赋值拷贝函数。
     
        QReadWriteLock internalMutex;//函数使用的读写锁。
     
        static QMutex mutex;//实例互斥锁。
        static QAtomicPointer<SingleTon> instance;/*!<使用原子指针,默认初始化为0。*/
    };

    //静态成员变量初始化。
    QMutex SingleTon::mutex;
    QAtomicPointer<SingleTon> SingleTon::instance = 0;

             双重锁检测在C++中是安全的,另外提供了读写锁,在修改单例数据的函数中使用写锁(QWriteLocker locker(&internalMutex););在读取单例数据的函数中使用读锁(QReadLocker locker(&internalMutex);)。

    之前没考虑到乱序执行问题,并且此前代码有严重BUG,即对QAtomicPointer类型变量赋值操作不是原子操作,见官方文档:

    For convenience, QAtomicPointer provides pointer comparison, cast, dereference, and assignment operators. Note that these operators are not atomic.

    修改代码,使用testAndSetOrdered原子操作,并解决乱序执行问题,testAndSetOrdered特性:

    This function uses ordered memory ordering semantics, which ensures that memory access before and after the atomic operation (in program order) may not be re-ordered.

    其中关于memory ordering,我转过此帖:http://www.cnblogs.com/codingmylife/archive/2010/04/28/1722573.html

    其中关于double checked locking,有此文:http://docs.huihoo.com/ace_tao/lifecycle.html

    修改版SingleTon.cpp:

    //.cpp 一次修改版
    class SingleTon
    {
     
    public:
        /*! \brief 用于获得SingleTon实例,使用单例模式。
         *  \return SingleTon实例的引用。
         */
        static SingleTon &getInstance(void)
        {
     
    #ifndef Q_ATOMIC_POINTER_TEST_AND_SET_IS_ALWAYS_NATIVE
            if(!QAtomicPointer::isTestAndSetNative())//运行时检测
                qDebug() << "Error: TestAndSetNative not supported!";
    #endif
     
            //使用双重检测。
     
            /*! testAndSetOrders操作保证在原子操作前和后的的内存访问
             * 不会被重新排序。
             */
            if(instance.testAndSetOrdered(0, 0))//第一次检测
            {
                QMutexLocker locker(&mutex);//加互斥锁。
     
                instance.testAndSetOrdered(0, new SingleTon);//第二次检测。
            }
     
            return *instance;
        }
     
    private:
        SingleTon();//禁止构造函数。
        SingleTon(const SingleTon &);//禁止拷贝构造函数。
        SingleTon & operator=(const SingleTon &);//禁止赋值拷贝函数。
     
        QReadWriteLock internalMutex;//函数使用的读写锁。
     
        static QMutex mutex;//实例互斥锁。
        static QAtomicPointer<SingleTon> instance;/*!<使用原子指针,默认初始化为0。*/
    };

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/codingmylife/p/1777409.html
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