C++实现单例模式日志输出详解

2024-12-06 11:12:22

一、单例模式简单介绍

1.1 基础介绍

单例模式只保证一个程序内只有一个实例存在，并提供全局访问点来访问该实例，其实就是单例模式的类对象只允许存在一个，它和多线程思想恰恰相反，为的是保证操作资源的安全。比如日志系统需要记载时间的，如果多线程会搞得很乱。

实现单例模式的关键是构造函数需要被设为私有，以防止外部代码创建多个实例。同时，需要提供一个静态方法来获取实例，这个方法会检查是否已经有一个实例存在，如果存在就返回这个实例，否则就创建一个新的实例并返回。

下面是一个简单的 C++ 单例模式示例代码：

class Singleton {
public:
  static Singleton* GetInstance() {
    if (instance_ == nullptr) {
      instance_ = new Singleton();
    }
    return instance_;
  }

  void DoSomething() {
    // ...
  }

private:
  Singleton() {
    // ...
  }

  static Singleton* instance_;
};

Singleton* Singleton::instance_ = nullptr;

1.2 单例模式使用场景

1.配置管理器：在一个应用程序中，配置信息可能需要在多个地方被访问，而且这些配置信息通常是只读的。使用单例模式可以保证配置信息只被加载一次，同时提供一个全局访问点来访问配置信息。

2.日志记录器：在一个应用程序中，日志信息可能需要在多个地方被记录，而且记录器通常是只有一个的。使用单例模式可以保证只有一个日志记录器被创建，并且提供一个全局访问点来记录日志信息。

3.数据库连接池：在一个应用程序中，需要连接数据库的地方可能很多，而且数据库连接通常是有限的资源。使用单例模式可以实现数据库连接池，保证连接只被创建一次，并且提供一个全局访问点来获取连接。

4.计数器：在一个应用程序中，可能需要对某个事件或操作进行计数统计，而且这些计数器通常是只有一个的。使用单例模式可以保证计数器只被创建一次，并且提供一个全局访问点来进行计数。

5.缓存管理器：在一个应用程序中，需要对某些数据进行缓存，而且缓存数据的容量通常是有限的。使用单例模式可以实现缓存管理器，保证缓存只被创建一次，并且提供一个全局访问点来访问缓存数据。

二、单例模式实现日志记录（Singleton Logger）

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <ctime>

using namespace std;

class Logger {
private:
    static Logger* instance;
    ofstream logFile;

    Logger() {
        string filename = "log.txt";
        logFile.open(filename.c_str(), ios::out | ios::app);
    }

public:
    static Logger* getInstance() {
        if (instance == NULL) {
            instance = new Logger();
        }
        return instance;
    }

    void log(string message) {
        time_t now = time(0);
        char* dt = ctime(&now);
        logFile << dt << ": " << message << endl;
    }
};

Logger* Logger::instance = NULL;

int main() {
    Logger* logger = Logger::getInstance();
    logger->log("Hello World!");
    return 0;
}

在上述代码中，Logger类具有私有的构造函数和一个私有的静态成员变量instance。getInstance()函数是一个公有的静态成员函数，它返回Logger类的唯一实例。如果实例不存在，则创建一个新的实例。log()函数用于向日志文件写入消息。

在main函数中，我们首先获取Logger实例，然后调用log()函数记录日志。由于Logger类是单例模式，因此在程序运行期间只会有一个Logger实例存在，因此多次调用log()函数将在同一个文件中记录日志。

请注意，由于单例模式在多线程环境下可能存在问题，因此需要进行线程安全的处理。在本例中，我们忽略了线程安全问题，仅提供了单线程环境下的实现。

三、总结

单例模式很辛苦，很孤单，请善待单例模式。

到此这篇关于C++实现单例模式日志输出详解的文章就介绍到这了,更多相关C++单例模式内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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