设计模式(4)序列生成器之单例模式

场景：序列生成器

系统中统一的序列生成程序，整个系统统一一套！那么就用单例模式吧！

首先看看单例模式

1）类持有一个自己的实例，而且还是个静态实例。

2）类的构造函数为私有属性。

3）用以获得实例的方法为静态方法。

看看类图

 

然后看一段试例程序：

#include <iostream>

using namespace std;

class Singleton{
private:   
	Singleton();//注意:构造方法私有   
	virtual ~Singleton();   
	static Singleton* instance;//惟一实例   
	int var;//成员变量(用于测试)   
public:   
	static Singleton* GetInstance();//工厂方法(用来获得实例)   
	int getVar();//获得var的值   
	void setVar(int);//设置var的值 
};
//构造方法实现 
Singleton::Singleton()   
{   
	this->var = 20;   
	cout<<"Singleton Constructor"<<endl;   
} 
Singleton::~Singleton()
{
	if(instance != NULL)
	{
		delete instance;
	}
}
//初始化静态成员   
//Singleton* Singleton::instance=new Singleton();  
Singleton* Singleton::instance=NULL;
Singleton* Singleton::GetInstance()   
{   
	if(instance == NULL)
	{
		instance = new Singleton();
	}
	return instance;   
}   
//seter && getter含数   
int Singleton::getVar()   
{   
	return this->var;   
}   
void Singleton::setVar(int var)   
{   
	this->var = var;   
}   

int main(int argc, char* argv[])
{
	Singleton *ton1 = Singleton::GetInstance();
	Singleton *ton2 = Singleton::GetInstance();
	cout<<"ton1 var = "<<ton1->getVar()<<endl;   
	ton1->setVar(150);  
	cout<<"ton2 var = "<<ton2->getVar()<<endl;
	return 0;
}

1、构造方法私有

那么，就意味着，只能在Singleton的成员函数中，才能调用Singleton的构造函数来创建实例。在Singleton之外，不能创建Singleton对象的实例。

2、代码中，定义了GetInstance方法，只能通过GetInstance方法来获取Singleton对象的实例，单例就是在GetInstance方法中控制的。

首先，Singleton有一个
static Singleton* instance;//惟一实例 

Singleton* Singleton::instance=NULL;
在这里初始化为NULL。

Singleton* Singleton::GetInstance()  
{  
 if(instance == NULL)
 {
  instance = new Singleton();
 }
 return instance;  
}  

上面的函数，就是通过instance来实现单例的。

当第一次调用GetInstance时，instance 为NULL，所以会执行
instance = new Singleton();
把这个新建的实例保存到静态成员instance，并返回这个指针。

第二次到第N次调用GetInstance时，由于instance不为空，所以会直接返回instance 。也就是第一次调用GetInstance创建的那个实例。

所以这样就实现了，单实例。

意思就是说，Singleton对象的实例，只会被创建一次，就是说内存中，只存在一个Singleton的实例，就是所谓，单实例。

弄个生成单例的实例程序吧！

#include <sys/sem.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include <iostream>  

using namespace std;  


#define MAXID	9999
static struct sembuf op_open={1,-1,0  };

class GenHH{
	private:
		GenHH();//注意:构造方法私有 
    	virtual ~GenHH();    
    	static GenHH* instance;//惟一实例
		int opensem(key_t semkey);
		int creatsem(key_t semkey,int bigcount);
		int sem_open(int semid);
		unsigned int gen_seq();
	public:
		static GenHH* getInstance();//工厂方法(用来获得实例) 
		unsigned int gen_hh();
}

GenHH::~GenHH()
{
	if(instance != NULL)  
    {  
        delete instance;  
    }
}

//初始化静态成员
GenHH* GenHH::instance=NULL;
GenHH* GenHH::getInstance()
{
	if(instance == NULL)  
    {  
        instance = new Singleton();  
    }  
    return instance; 
}

unsigned int GenHH::gen_hh()
{
	unsigned int hh;
	char	chh[9];

	memset(chh,0,9);

	sprintf(chh,"%05d%04d",time(NULL)%100000,gen_seq());

	hh = atoi(chh);

	return hh;
}

unsigned int GenHH::gen_seq()
{
	int	seq,kid;
	int	semid,semval;

	struct timeval  tv;


	union semun {
		int val;
		struct semid_ds *buf;
                unsigned short *array;
        } semctl_arg;
	

	kid=ftok("/etc/hosts",'m');
	if(kid<0){
		printf("system Error! Can't find  /etc/hosts!\n");
		gettimeofday(&tv, NULL);
		return tv.tv_usec % MAXID ;
	}

	semid=opensem(kid);
	if(semid<=0){
		semid=creatsem(kid,MAXID);
		if(semid<0){
			gettimeofday(&tv, NULL);
			return tv.tv_usec % MAXID ;
		}
	}

	semval=semctl(semid,1,GETVAL,0);
	if(semval<=2){
		semctl_arg.val=MAXID;
                if ((semctl(semid,1,SETVAL,semctl_arg)) < 0 ){
			gettimeofday(&tv, NULL);
			return tv.tv_usec % MAXID ;
		}
	}
	
	sem_open(semid);
	semval=semctl(semid,1,GETVAL,0);


	return MAXID-semval;
}

int GenHH::opensem(key_t semkey)
{
	int semid;

    semid=semget(semkey,2,0);
    if(semid<0){
            printf("semaphoreid get error!\n");
            return -1;
    }

     return semid;
}

int GenHH::creatsem(key_t semkey,int bigcount)
{
	int semid,semval;
	union semun {
		int val;
		struct semid_ds *buf;
                unsigned short *array;
	} semctl_arg;

	semid=semget(semkey,2,IPC_CREAT|0600);
	if(semid<0){
		return -1;
	}

	if((semval=semctl(semid,1,GETVAL,0))<0)
		printf("GETVAL error!\n");
	else if(semval==0){
		semctl_arg.val=1;
		if(semctl(semid,0,SETVAL,semctl_arg)<0)
			printf("SETVAL error\n");

		semctl_arg.val=bigcount;
		if(( semctl(semid,1,SETVAL,semctl_arg)) < 0 )
			printf("setval error\n");
	}

	return semid;
}

int GenHH::sem_open(int semid)
{
	while(( semop(semid,&op_open,1) ) < 0 ){
		if( errno==EINTR ) {
			usleep(5000);
			continue;
		}
		printf("sem op_open error!\n");
		return -1;
	}
	return 0;
}

int main(int argc, char* argv[])  
{
	GenHH *genHH1 = GenHH::getInstance();
	GenHH *genHH2 = GenHH::getInstance();

	cout<<genHH1->gen_hh()<<endl;
	cout<<genHH2->gen_hh()<<endl;
	return 0;
}