RPCZ中的智能指针单例
RPCZ中的智能指针单例
(金庆的专栏)
智能指针单例应用于 RPCZ 库以实现库的自动初始化与自动清理.
RPCZ: RPC implementation for Protocol Buffers over ZeroMQ
https://github.com/jinq0123/rpcz
代码来自: (A dynamic) Singleton using weak_ptr and shared_ptr
http://boost.2283326.n4.nabble.com/A-dynamic-Singleton-using-weak-ptr-and-shared-ptr-td2581447.html
以下为该文摘译与代码整理.
原作者 Martin Ba,
回复者 David Rodríguez Ibeas 提出了优化意见, 并被原作者认同.
本作者提出进一步优化, 附于本文尾部.
Singleton using boost weak_ptr and shared_ptr
应用 boost weak_ptr 和 shared_ptr 实现单例
------------------------------------------------------------------
by Martin Ba
Requirement: Singleton that is constructed on first use (not on process
start) and destroyed after the last "client-code" has finished with it.
需求: 初次使用时构造单例(而非进程开始时构造),
并且在最后的客户代码使用完后就销毁单例.
Note: It is therefore possible that more that one Singleton instances
exist within a process's lifetime, BUT there must only be at most one
Object active at any given time (Construction must not run before
destruction has finished.
注意: 因此有可能进程的生命期内会存在多个单例实例, 但是,
任一时刻最多只会有一个对象(析造完成后才允许新的构造).
Starting point: http://lists.boost.org/boost-users/2002/10/2014.php
Problem of the simple solution: No protection against multiple
initialization and against simultaneous deletion and construction.
简单方案的问题: 没有对同时初始化, 或者同时删除和构造进行保护.
Solution: The construction and destruction of the singleton instance(s)
has to be protected additionally.
解决方案: 对单例的构造和析构额外添加保护.
(金庆: 原代码中的 class atomic_bool 已替换为 boost::atomic_bool, 以简化代码.)
dynamic_singleton.h
#pragma once #include <boost/noncopyable.hpp> #include <boost/shared_ptr.hpp> #include <boost/scoped_ptr.hpp> class dynamic_singleton : private boost::noncopyable { public: typedef boost::shared_ptr<dynamic_singleton> shared_t; static shared_t get_instance(); // Interface: void example(int cookie); // ... private: dynamic_singleton(); virtual ~dynamic_singleton(); struct impl; typedef boost::scoped_ptr<impl> impl_t; impl_t pimpl; struct deleter; friend struct deleter; };
dynamic_singleton.cpp
#include "dynamic_singleton.h" #include <boost/atomic.hpp> #include <boost/weak_ptr.hpp> #include <boost/thread/recursive_mutex.hpp> #include <boost/thread.hpp> #define MESG(msg) \ printf("%s\n", msg); \ /**/ struct dynamic_singleton::impl : private boost::noncopyable { impl() {} ~impl() {} static void start_construction() { boost::xtime spin_time; spin_time.sec = 1; while(the_object_exists) { boost::thread::sleep(spin_time); } } static void finish_construction() { assert(!the_object_exists); the_object_exists = true; } static void finish_destruction() { assert(the_object_exists); the_object_exists = false; } typedef boost::weak_ptr<dynamic_singleton> internal_shared_t; static internal_shared_t the_object; static boost::recursive_mutex sync_init; static boost::atomic_bool the_object_exists; }; dynamic_singleton::impl::internal_shared_t dynamic_singleton::impl::the_object; boost::recursive_mutex dynamic_singleton::impl::sync_init; boost::atomic_bool dynamic_singleton::impl::the_object_exists; struct dynamic_singleton::deleter { void operator() (dynamic_singleton* p) { assert(p); delete p; impl::finish_destruction(); } }; dynamic_singleton::shared_t dynamic_singleton::get_instance() { // Syncronise Initialization: boost::recursive_mutex::scoped_lock lock(impl::sync_init); MESG(__FUNCTION__); // Acquire singleton pointer: shared_t object_ptr = impl::the_object.lock(); if(!object_ptr.use_count()) { impl::start_construction(); object_ptr.reset(new dynamic_singleton(), dynamic_singleton::deleter()); impl::the_object = object_ptr; impl::finish_construction(); } return object_ptr; } dynamic_singleton::dynamic_singleton() { pimpl.reset(new impl()); MESG(__FUNCTION__); // For example open a unique system or process global resource printf(" >> Singleton opens the global resouce.\n"); } dynamic_singleton::~dynamic_singleton() { MESG(__FUNCTION__); // For example close a unique system or process global resource printf(" << Singleton closes the global resouce.\n"); } void dynamic_singleton::example(int cookie) { printf("%s(%d)\n", __FUNCTION__, cookie); }
main.cpp
#include "dynamic_singleton.h" #include <iostream> #include <boost/thread.hpp> struct singleton_user { explicit singleton_user(int num) : num_(num) { } void operator()() { using namespace std; printf("%d uses singleton ...\n", num_); dynamic_singleton::shared_t s = dynamic_singleton::get_instance(); s->example(num_); } int num_; }; int main(int argc, char* argv[]) { boost::thread t1( singleton_user(1) ); boost::thread t2( singleton_user(2) ); boost::thread t3( singleton_user(3) ); boost::thread t4( singleton_user(4) ); boost::thread t5( singleton_user(5) ); t1.join(); t2.join(); t3.join(); t4.join(); t5.join(); return 0; }
David Rodríguez Ibeas 提出建议:
* 用 condition 代替 sleep().
* 因为 condition 已有 mutex, 所以 the_object_exists 从 atomic_bool 改为 bool.
* 不需要创建 dynamic_singleton::impl 实例, 所以其构造析构改为私有.
* 把 the_object_exists = true; 从 finish_destruction() 移到 start_construction(),
finish_destruction()成为空函数可删除.
// Using boost::condition:
struct dynamic_singleton::impl : private boost::noncopyable
{
static void start_construction()
{
boost::recursive_mutex::scoped_lock lock( sync_ );
while ( the_object_exists ) {
cond_.wait( lock );
}
the_object_exists = true;
}
static void finish_destruction()
{
boost::recursive_mutex::scoped_lock lock( sync_ );
the_object_exists = false;
cond_.notify_one();
}
typedef boost::weak_ptr<dynamic_singleton> internal_shared_t;
static internal_shared_t the_object;
static boost::recursive_mutex sync_init;
static boost::recursive_mutex sync_; // moved from atomic_bool
static bool the_object_exists; // plain bool, synch'ed with sync_
static boost::condition_variable_any cond_;
private:
impl() {}
~impl() {}
};
dynamic_singleton::impl::internal_shared_t dynamic_singleton::impl::the_object;
boost::recursive_mutex dynamic_singleton::impl::sync_init;
boost::recursive_mutex dynamic_singleton::impl::sync_;
bool dynamic_singleton::impl::the_object_exists = false;
boost::condition_variable_any dynamic_singleton::impl::cond_;
RPCZ 中的进一步优化:
* get_instance()多数情况下不需要加锁, 仅当需要初始化时才加锁
dynamic_singleton::shared_t dynamic_singleton::impl::get_instance()
{
shared_t object_ptr = impl::the_object.lock();
if (object_ptr) return object_ptr;
// Syncronise Initialization:
boost::recursive_mutex::scoped_lock lock(impl::sync_init);
...
}
* get_instance() 内联
* 分离单件相关代码到独立的头文件与实现文件
(impl改名为helper)
dynamic_singleton.h
#pragma once #include <boost/noncopyable.hpp> #include <boost/shared_ptr.hpp> class dynamic_singleton : private boost::noncopyable { public: typedef boost::shared_ptr<dynamic_singleton> shared_t; inline static shared_t get_instance(); // Interface: void example(int cookie); // ... private: dynamic_singleton(); virtual ~dynamic_singleton(); struct helper; struct deleter; friend struct deleter; }; #include "dynamic_singleton_helper.h" inline dynamic_singleton::shared_t dynamic_singleton::get_instance() { return helper::get_instance(); }
dynamic_singleton.cpp
#include "dynamic_singleton.h" #define MESG(msg) \ printf("%s\n", msg); \ /**/ dynamic_singleton::dynamic_singleton() { MESG(__FUNCTION__); // For example open a unique system or process global resource printf(" >> Singleton opens the global resouce.\n"); } dynamic_singleton::~dynamic_singleton() { MESG(__FUNCTION__); // For example close a unique system or process global resource printf(" << Singleton closes the global resouce.\n"); } void dynamic_singleton::example(int cookie) { printf("%s(%d)\n", __FUNCTION__, cookie); }
dynamic_singleton_helper.h
#pragma once #include <boost/noncopyable.hpp> #include <boost/thread.hpp> #include <boost/weak_ptr.hpp> struct dynamic_singleton::helper : private boost::noncopyable { static inline dynamic_singleton::shared_t get_instance(); static void start_construction(); static void finish_destruction(); typedef boost::weak_ptr<dynamic_singleton> internal_shared_t; static internal_shared_t the_object; static boost::recursive_mutex sync_init; static boost::recursive_mutex sync_; // moved from atomic_bool static bool the_object_exists; // plain bool, synch'ed with sync_ static boost::condition_variable_any cond_; private: helper() {} ~helper() {} private: static dynamic_singleton::shared_t make_instance(); }; inline dynamic_singleton::shared_t dynamic_singleton::helper::get_instance() { shared_t object_ptr = the_object.lock(); if (object_ptr) return object_ptr; return make_instance(); }
dynamic_singleton_helper.cpp
#include "dynamic_singleton.h" void dynamic_singleton::helper::start_construction() { boost::recursive_mutex::scoped_lock lock( sync_ ); while ( the_object_exists ) { cond_.wait( lock ); } the_object_exists = true; } void dynamic_singleton::helper::finish_destruction() { boost::recursive_mutex::scoped_lock lock( sync_ ); the_object_exists = false; cond_.notify_one(); } dynamic_singleton::helper::internal_shared_t dynamic_singleton::helper::the_object; boost::recursive_mutex dynamic_singleton::helper::sync_init; boost::recursive_mutex dynamic_singleton::helper::sync_; bool dynamic_singleton::helper::the_object_exists = false; boost::condition_variable_any dynamic_singleton::helper::cond_; struct dynamic_singleton::deleter { void operator() (dynamic_singleton* p) { assert(p); delete p; helper::finish_destruction(); } }; dynamic_singleton::shared_t dynamic_singleton::helper::make_instance() { // Syncronise Initialization: boost::recursive_mutex::scoped_lock lock(sync_init); // Acquire singleton pointer: shared_t object_ptr = the_object.lock(); if (object_ptr) return object_ptr; start_construction(); object_ptr.reset(new dynamic_singleton(), dynamic_singleton::deleter()); the_object = object_ptr; return object_ptr; }
代码打包下载:
http://download.csdn.net/detail/jq0123/8467399
RPCZ中的智能指针单例的更多相关文章
- OSG中的智能指针
在OpenSceneGraph中,智能指针(Smart pointer)的概念指的是一种类的模板,它针对某一特定类型的对象(即Referenced类及其派生类)构建,提供了自己的管理模式,以避免因为用 ...
- C++中的智能指针
一.动态内存管理 通常我们创建动态内存的时候,需要自己管理好内存,也就是说,new出来的对象一定要注意释放掉.下面通过例子可以看到这个问题所在: struct BBE{ int X; int Y; v ...
- Boost中的智能指针(转)
这篇文章主要介绍 boost中的智能指针的使用.(转自:http://www.cnblogs.com/sld666666/archive/2010/12/16/1908265.html) 内存管理是一 ...
- C++中的智能指针、轻量级指针、强弱指针学习笔记
一.智能指针学习总结 1.一个非const引用无法指向一个临时变量,但是const引用是可以的! 2.C++中的delete和C中的free()类似,delete NULL不会报"doubl ...
- ATL和vc++中的智能指针(分别是CComPtr和_com_ptr_t)
一.智能指针的概念 智能指针是一个类,不是指针,智能指针在所包含的指针不再被使用时候会自动释放该所包含指针所占用的系统资源,而不用手动释放. 原理:智能指针封装了包含指针的AddRef()函数和Rel ...
- 标准库中的智能指针shared_ptr
智能指针的出现是为了能够更加方便的解决动态内存的管理问题.注:曾经记得有本书上说可以通过vector来实现动态分配的内存的自动管理,但是经过试验,在gcc4.8.5下是不行的.这个是容易理解的,vec ...
- 智能指针类模板(中)——Qt中的智能指针
Qt中的智能指针-QPointer .当其指向的对象被销毁时,它会被自动置空 .析构时不会自动销毁所指向的对象-QSharedPointer .引用计数型智能指针 .可以被自由的拷贝和赋值 .当引用计 ...
- 智能指针类模板(上)——STL中的智能指针
智能指针类模板智能指针本质上就是一个对象,它可以像原生指针那样来使用. 智能指针的意义-现代C++开发库中最重要的类模板之一-C++中自动内存管理的主要手段-能够在很大程度上避开内存相关的问题 1.内 ...
- C++中的智能指针类模板
1,智能指针本质上是一个对象,这个对象可以像原生的指针一样使用,因为智能指 针相关的类通过重载的技术将指针相关的操作符都进行了重载,所以智能指针对象可以像原生指针一样操作,今天学习智能指针类模板,通过 ...
随机推荐
- Spring使用@Scheduled定时调度
一.spring配置文件中增加对这个注解的支持: 配置文件如下: <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> &l ...
- Spring系列之装配Bean
Spring 的三种装配Bean的方式 组件扫描+自动装配(隐式) 通过Java config装配bean(显示) 通过XML装配bean(显示) 一.组件扫描+自动装配(隐式配置) 组件扫描: Sp ...
- Fashion-MNIST:A MNIST-like fashion product database. Benchmark
Zalando的文章图像的一个数据集包括一个训练集6万个例子和一个10,000个例子的测试集. 每个示例是一个28x28灰度图像,与10个类别的标签相关联. 时尚MNIST旨在作为用于基准机器学习算法 ...
- Thread类中的静态方法
1.currentThread() currentThread()方法返回的是对当前正在执行线程对象的引用. package thread; /** * 线程类的构造方法.静态块是被main线程调用的 ...
- bootstrap的模态框
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="utf-8"> <title> ...
- 在Spring Boot中使用Spring Security实现权限控制
丢代码地址 https://gitee.com/a247292980/spring-security 再丢pom.xml <properties> <project.build.so ...
- Intellij IDEA自动编译问题
对IDEA的界面很有爱,但是感到他的项目启动速度太慢了.所以查了资料做了优化. 1:开启自动测试 File->setting->compiler 勾选上上面的, 2修改run/de ...
- c++DLL编程详解
DLL(Dynamic Link Library)的概念,你可以简单的把DLL看成一种仓库,它提供给你一些可以直接拿来用的变量.函数或类.在仓库的发展史上经历了“无库-静态链接库-动态链接库”的时代. ...
- DotnetSpider (一) 架构的理解、应用、搭建
第一次写博客,比较浅显,欢迎大牛们指点一二,不胜感激. ** 温馨提示:如需转载本文,请注明内容出处.** 本文连接:http://www.cnblogs.com/grom/p/8931650 ...
- geotrellis使用(四十)优雅的处理请求超过最大层级数据
前言 要说清楚这个题目对我来说可能都不是一件简单的事情,我简单尝试. 研究 GIS 的人应该都清楚在 GIS 中最常用的技术是瓦片技术,无论是传统的栅格瓦片还是比较新颖的矢量瓦片,一旦将数据切好瓦片就 ...