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;
}