Singleton

// This doesn't detect inherited member functions!
// http://stackoverflow.com/questions/1966362/sfinae-to-check-for-inherited-member-functions
template<typename T>
struct has_no_destroy
{
  template <typename C> static char test(decltype(&C::no_destroy));
  template <typename C> static int32_t test(...);
  const static bool value = sizeof(test<T>(0)) == 1;
};
}  // namespace detail

template<typename T>
class Singleton : noncopyable
{
 public:
  Singleton() = delete;
  ~Singleton() = delete;

  static T& instance()
  {
    pthread_once(&ponce_, &Singleton::init);
    assert(value_ != NULL);
    return *value_;
  }

 private:
  static void init()
  {
    value_ = new T();
    if (!detail::has_no_destroy<T>::value)
    {
      ::atexit(destroy);
    }
  }

  static void destroy()
  {
    typedef char T_must_be_complete_type[sizeof(T) == 0 ? -1 : 1];
    T_must_be_complete_type dummy; (void) dummy;

    delete value_;
    value_ = NULL;
  }

 private:
  static pthread_once_t ponce_;
  static T*             value_;
};

template<typename T>
pthread_once_t Singleton<T>::ponce_ = PTHREAD_ONCE_INIT;

template<typename T>
T* Singleton<T>::value_ = NULL;

關於has_no_destroy的部分參看上一篇部落格，這裡不再說明。

Singleton是一個單例類别範本，用來生成單例。單例功能是使用pthread_once實現的。首先先介紹一下該函式：

int pthread_once(pthread_once_t *once_control,
          void (*init_routine)(void));
pthread_once_t once_control = PTHREAD_ONCE_INIT;

一次性初始化

多執行緒程式有時有這樣的需求：不關建立了多少執行緒，有些初始化動作只能發生一次。例如，可能需要執行pthread_mutex_init()對帶有特殊屬性的互斥量進行初始化，而且必須只能初始化一次。如果由主執行緒來建立新執行緒那麼這一點易如反掌：可以在建立依賴於該初始化的執行緒之前進行初始化。不過，對於庫函式而言，這樣處理就不可行，因為呼叫者在初次呼叫庫函式之前可能已經建立了這些執行緒。故而需要這樣的庫函式：無論首次為任何執行緒所呼叫，都會執行初始化動作。庫函式可以通過呼叫pthread_once()實現一次性初始化。

利用引數once_control的狀態，函式pthread_once()可以確保無論有多少執行緒對pthread_once()呼叫了多少次，也只會執行一次由init_routine指向的呼叫者定義函式。引數once_control必須是一指標，指向初始化為PTHREAD_ONCE_INIT的靜態變數。對該函式的首次呼叫將修改once_control所指向的內容，以便對其後續呼叫不再次執行init_routine。

 

回到Singleton，Singleton對外只提供了一個instance方法，用來返回建立的單例指標，在第一次呼叫instance的使用，通過pthread_once會呼叫init，在init中動態生成了一個T型別的物件。並且在T沒有成員函式no_destroy時，還會呼叫atexit，註冊退出處理程式。在程式終止時會呼叫destroy函式。以後再呼叫instance，不會再執行init，而是直接返回第一次建立的物件指標。

在destroy中，會定義一個T_must_be_complete_type陣列，通過該陣列判斷T是否為完整的型別。如果T為完整的型別，那麼sizeof(T)就不為0，T_must_be_complete_type陣列的大小為1；如果T為不完整型別，sizeof(T) 等於0，想定義的T_must_be_complete_type陣列的大小為-1，編譯無法通過。

T不是不完全型別時，最終在程式終止時呼叫destroy，delete刪除動態建立的物件。