1 什么是單例模式

單例模式 是一種創建型設計模式，確保一個類在整個程序生命周期中只有一個實例，并提供一個全局訪問點。

核心要求：

1. 類不能被外部隨意創建（禁止 public 構造函數或限制實例數量）。
2. 不能被復制或移動。
3. 提供一個全局訪問接口（如?getInstance()）。
4. 實例的生命周期通常伴隨整個程序。

2 模版單例的實現

2.1 單例模版GSingleton<T>

• 使用場景：項目中需要大量單例，且希望統一管理時，使用單例模版會提高代碼復用。單例模版類本身不能直接使用，而是作為基類被繼承。需要實現單例的類只需要繼承GSingleton即可。

• 注意：模版基類GSingleton的構造函數和析構函數必須是protected修飾，不能用private，因為派生類在構造時或者析構時可以調用。而派生類T的構造函數和析構函數可以由private修飾。

template<typename T>
class GSingleton
{
protected:GSingleton() = default;~GSingleton() = default;  // 非虛，除非你真的需要// 禁止拷貝和移動GSingleton(const GSingleton&) = delete;GSingleton& operator=(const GSingleton&) = delete;GSingleton(GSingleton&&) = delete;GSingleton& operator=(GSingleton&&) = delete;public:static T& getInstance() {static T instance;return instance;}
};

• 模版類詳細介紹

1. protect：修飾的方法或者成員變量只能被本類、派生類以及友元訪問。
2. Gsingleton<T>是基類，必須是protected，這樣派生類在構造時才可以調用父類的構造函數。
3. GSingleton = default：表示顯式要求編譯器生成一個默認構造函數（無參構造函數）
4. ~GSingleton() = default：表示讓編譯器生成默認析構函數。
5. GSingleton(const GSingleton&) = delete：這是對拷貝構造函數的聲明，禁止拷貝。
   const GSingleton&：表示對另一個GSingleton對象的常量引用。
   delete表示這個函數被顯示刪除，不能使用。

   Access a;
   Access b(a);        // ? 錯誤！調用拷貝構造函數
   Access c = a;       // ? 錯誤！也是拷貝構造（賦值語法，實際是構造）
   

6. GSingleton& operator=(const GSingleton&) = delete：這是對拷貝賦值運算符的聲明，禁止拷貝。
   operator=：表示賦值操作符的重載。

   Access a;
   Access b;
   b = a;              // ? 錯誤！調用拷貝賦值

7. GSingleton(GSingleton&&) = delete：這是移動構造函數的聲明，禁止移動構造。
   GSingleton&&：是一個右值引用，表示臨時對象或者可移動的對象。
   移動不是拷貝，而是資源轉移，將一個臨時對象所擁有的資源轉移給另一個對象，而原對象不再擁有該資源。
   移動避免了不必要的內存分配和數據賦值，因此非常高效。

   Access a;
   Access b(std::move(a));  // ? 錯誤！試圖移動構造（即使 NRVO 優化，語義上也不允許）

8. GSingleton& operator=(GSingleton&&) = delete：這是移動賦值運算符，禁止將一個臨時對象移動賦值給已有對象。

   Access a;
   Access b;
   b = std::move(a);   // ? 錯誤！禁止移動賦值

??總結

2.2 使用單例模版定義派生類

class GLoggerImpl : public GSingleton<GLoggerImpl>
{
private:GLoggerImpl();friend class GSingleton<GLoggerImpl>;
public:~GLoggerImpl();void WriteLog(int logLevel, const char* file, int line, const char* function, const char* format, va_list args);
}

注意：在聲明GloggerImpl的類時使用了friend class GSingleton<GLoggerImpl>，表示聲明讓模版類成為友元。

原因：在調用GLoggerImpl::getInstance()時，

// template<typename T> class GSingleton 
static T& getInstance() {static T instance;  // ← 這里要構造 T，即 GLoggerImplreturn instance;
}

static T instance會調用GLoggerImpl的構造函數，由于GLoggerImpl()是private或者protected，而GSingleton<GLoggerImpl>模版類不是GLoggerImpl類的成員變量，默認無法訪問GLoggerImpl的構造函數，因此要聲明friend來顯示授權。

友元：是C++的一個關鍵字，它允許一個類、函數或者模版訪問另一個類的private和protected成員，即使它不是那個類的成員函數或者派生類。

• friend可以修飾函數，稱為友元函數，可以在一個類中聲明友元函數，這樣該函數可以訪問該類的私有成員變量或者成員函數。
• friend可以修飾類，成為友元類，可以訪問所在類中的private或者protect的成員，友元關系是單向的。
• friend可以修飾一個模版類或者模版函數，成為友元模版。例如GloggerImpl中friend修飾的模版。

2.3 單例類的使用

由于GLoggerImpl繼承了GSingleton的模版基類，因此繼承了父類靜態的getInstance()方法。所以通過GLoggerImpl::getInstance()可以獲取該類唯一的單例對象。

void LogD(const char* file, int line, const char* function, const char* format, ...) {va_list args;va_start(args, format);GLoggerImpl::getInstance()->WriteLog(LEVEL_DEBUG, file, line, function, format, args);va_end(args);
}

3 單例類的實現

使用場景：項目里只需要少數單例，且追求高可讀性和維護性，推薦單例類的實現。

該實現是線程安全的，使用靜態局部變量方式實現。

class Singleton {
public:static Singleton& getInstance() {static Singleton instance;  // C++11 起，線程安全return instance;}Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;Singleton(Singleton&&) = delete;Singleton& operator=(Singleton&&) = delete;private:Singleton() = default;~Singleton() = default;
};

使用：Singleton s = Singleton::getInstance()就獲取該類的唯一單例。