幫我刪除一個單例：尋找替代方案

Question

背景：我有一些類實現了我已經做出線程安全的主題/觀察者設計模式。如果observer與通知正在建立在同一線程中，則將通過簡單的方法調用observer->Notified(this)來通知它的observers。但是如果observer是在不同的線程中構建的，那麼通知將被髮布到queue上，稍後由構建observer的線程處理，然後可以在處理通知事件時進行簡單的方法調用。

所以...我有一個地圖關聯線程和隊列，當線程和隊列被構造和銷燬時它會被更新。該映射本身使用互斥鎖來保護對其的多線程訪問。

該地圖是一個單身人士。

我過去一直都在使用單身人士，因爲「在這個應用程序中只會有一個人」，並相信我 - 我已經付出了我的懺悔！

我的一部分不禁想到應用程序中真的只有一個隊列/線程映射。另一個聲音說單身人士不好，你應該避免他們。

我喜歡刪除單例並能夠爲單元測試存根的想法。麻煩的是，我很難想出一個好的替代解決方案。

過去一直使用的「常規」解決方案是將指針傳遞給要使用的對象，而不是引用單例。在這種情況下，我認爲這樣做會很棘手，因爲觀察者和主題在我的應用程序中是10分錢，並且必須將隊列/線程映射對象傳遞給每個觀察者的構造函數非常尷尬。

我很欣賞的是，我可能在我的應用程序中只有一張地圖，但它不應該在作出該決定的主題和觀察員類代碼的內部。

也許這是一個有效的單身人士，但我也很感激任何想法，我可以如何刪除它。

謝謝。

PS。我已閱讀接受的答案中提到的What's Alternative to Singleton和this article。我不禁想到ApplicationFactory只是另一個名字而已。我真的沒有看到優勢。

Answer 1

你的觀察者可能很便宜，但它們依賴於通知隊列線程地圖，對吧？

使這個依賴顯式化並對其進行控制有什麼尷尬？

至於應用工廠MiškoHevery在他的文章中描述的最大優點是1）工廠方法不會隱藏依賴關係和2）您所依賴的單個實例不是全局可用的，因此任何其他對象可以干涉他們的狀態。因此，使用這種方法，在任何給定的頂級應用程序環境中，您都可以確切知道地圖的用途。通過全球可訪問的單身人士，您使用的任何課程都可能會對地圖做出不愉快的事情。

Answer 2

爭取解決一些想法：

爲什麼你需要排隊通知在不同的線程創建的觀察員？我的首選設計是讓subject直接通知觀察者，並將觀察者的責任放在線程安全的地方，知道Notified()可能隨時從另一個線程調用。觀察員知道他們國家的哪些部分需要用鎖保護，並且他們可以處理比subject或queue更好的狀態。

假設你確實有很好的理由保持queue，爲什麼不把它作爲一個實例呢？只要在main的某個地方執行queue = new Queue()，然後傳遞該參考。可能只有一個，但你仍然可以把它當作一個實例而不是全局靜態。

Answer 3

將隊列放入主題類中出現了什麼問題？你需要什麼地圖？

您已經擁有從單身隊列隊列圖讀取的線程。相反，這樣做只是讓主題類的內部地圖，並提供了兩種方法來訂閱觀察員：

class Subject 
{ 
    // Assume is threadsafe and all 
    private QueueMap queue; 
    void Subscribe(NotifyCallback, ThreadId) 
    { 
    // If it was created from another thread add to the map 
    if (ThreadId != This.ThreadId) 
     queue[ThreadId].Add(NotifyCallback); 
    } 

    public NotifyCallBack GetNext() 
    { 
    return queue[CallerThread.Id].Pop; 
    } 
} 

現在，任何線程可以調用的GetNext方法來啓動調度......當然這是所有過於簡化，但這只是想法。

注：我正在假設你已經有了一個圍繞這個模型的體系結構，以便你已經有了一堆觀察者，一個或多個主題，並且線程已經去了地圖做通知。這擺脫了單身人士，但我建議你從同一個線程通知，並讓觀察員處理併發問題。

Answer 4

我的做法是讓觀察員在註冊該主題時提供一個隊列;觀察者的所有者將負責線程和關聯的隊列，並且主題將觀察者與隊列相關聯，而不需要中央註冊表。

線程安全的觀察者可以在沒有隊列的情況下注冊，並且可以由主題直接調用。

Answer 5

如果試圖擺脫單身人士的唯一目的是從單元測試的角度來看，也許用可以在存根中交換的東西替換單身人士的getter。

class QueueThreadMapBase 
{ 
    //virtual functions 
}; 

class QeueueThreadMap : public QueueThreadMapBase 
{ 
    //your real implementation 
}; 

class QeueueThreadMapTestStub : public QueueThreadMapBase 
{ 
    //your test implementation 
}; 

static QueueThreadMapBase* pGlobalInstance = new QeueueThreadMap; 

QueueThreadMapBase* getInstance() 
{ 
    return pGlobalInstance; 
} 

void setInstance(QueueThreadMapBase* pNew) 
{ 
    pGlobalInstance = pNew 
} 

然後在你的測試中，換出隊列/線程映射實現。至少這使得單身人士更加暴露。

Answer 6

如何添加一個Reset方法，將單例返回到它可以在測試之間調用的初始狀態？這可能比存根更簡單。向Singleton模板添加一個通用的Reset方法（刪除內部單例pimpl並重置指針）可能是可能的。這甚至可以包含一個使用主ResetAll方法重置所有單身人士的註冊表！