Qt实用技巧：设计模式之单例模式，唯一实例类通用模板

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需求

        Qt常需要一个类，全局调用，是设计模式中的单例模式。

单例模式

        单例模式，是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中，应用该模式的类一个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例。

        显然单例模式的要点有三个；一是某个类只能有一个实例；二是它必须自行创建这个实例；三是它必须自行向整个系统提供这个实例。

Qt单例模式示例模板（此版本重大bug）

使用DbService::instance()全局获取该对象

头文件

#ifndef DBSERVICE_H
#define DBSERVICE_H

#include <QObject>
#include <QMutex>
#include <QMutexLocker>

class DbService : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit DbService(QObject *parent = 0);

public:
    static DbService * instance();

signals:

public slots:

protected:


private:
    static DbService *_pInstance;
    static QMutex _mutex;
};

#endif // DBSERVICE_H

源文件（存在bug）

#include "DbService.h"


DbService * DbService::_pInstance = 0;
QMutex DbService::_mutex;

DbService::DbService(QObject *parent) : QObject(parent)
{

}

DbService * DbService::instance()
{
    if(!_pInstance)
    {
        QMutexLocker lock(&_mutex);
        if(!_pInstance)
        {
            _pInstance = new DbService();
        }
    }
    return _pInstance;
}

bug（感谢网友大神：火龙 的帮助）

_pInstance = new DbService();

1. 申请DbService的内存
2. 在申请的内存上构造DbService
3. 将_pInstance指针指向这个内存
这个new有这么三步

编译器可能是132这么执行的，多个线程第一次同时使用时，可能出现野指针，即编译器先指向内存（准备第三步构造）时，另一个线程获取，则出现野指针，运行出现段错误。

源文件（修复完bug）

#include "DbService.h"


DbService * DbService::_pInstance = 0;
QMutex DbService::_mutex;

DbService::DbService(QObject *parent) : QObject(parent)
{

}

DbService * DbService::instance()
{
    if(!_pInstance)
    {
        QMutexLocker lock(&_mutex);
        if(_pInstance)
        {
            DbService *pInstance = new DbService();  // 修改处
            _pInstance = pInstance;                 // 修改处
        }
    }
    return _pInstance;
}

Qt单例模式示例模板（修复bug后的单例模式代码2:使用原子caozuo）

头文件

#ifndef DBSERVICE_H
#define DBSERVICE_H

#include <QObject>
#include <QMutex>
#include <QMutexLocker>

class DbService : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit DbService(QObject *parent = 0);

public:
    static DbService &getInstance();

signals:

public slots:

protected:


private:
    static QAtomicPointer<DbService> _instance;
    static QMutex _mutex;
};

#endif // DBSERVICE_H

源文件

#include "DbService.h"


QAtomicPointer<DbService> DbService::_instance = 0;
QMutex DbService::_mutex;

DbService::DbService(QObject *parent) : QObject(parent)
{

}

DbService * DbService::instance()
{
#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 DbService);//第二次检测。
    }
    return _instance;
}