¿Cómo crear un Singleton en C?

Question

¿Cuál es la mejor manera de crear un singleton en C? Una solución concurrente sería agradable.

Soy consciente de que C no es el primer idioma que usaría para un singleton.

Answer 1

En primer lugar, C no es adecuado para la programación OO. Estarías peleando todo el camino si lo haces. En segundo lugar, los singletons son solo variables estáticas con alguna encapsulación. Entonces puedes usar una variable global estática. Sin embargo, las variables globales suelen tener demasiadas enfermedades asociadas a ellas. De lo contrario, podría utilizar una variable local de la función estática, así:

int *SingletonInt() { 
    static int instance = 42; 
    return &instance; 
} 

o una macro inteligente:

#define SINGLETON(t, inst, init) t* Singleton_##t() { \ 
       static t inst = init;    \ 
       return &inst;      \ 
       } 

#include <stdio.h> 

/* actual definition */ 
SINGLETON(float, finst, 4.2); 

int main() { 
    printf("%f\n", *(Singleton_float())); 
    return 0; 
} 

Y, por último, recuerde, que son en su mayoría hijos únicos abusado. Es difícil hacerlo bien, especialmente en entornos de subprocesos múltiples ...

Answer 2

EDITAR: Mi respuesta supone que el singleton que está creando es algo complejo y tiene un proceso de creación de varios pasos. Si solo se trata de datos estáticos, opte por un sistema global como otros han sugerido.

Un singleton en C será muy extraño. . . Nunca he visto un ejemplo de "C orientada a objetos" que se viera particularmente elegante. Si es posible, considere usar C++. C++ le permite escoger y elegir qué características desea usar, y muchas personas simplemente lo usan como una "C mejor".

A continuación se muestra un patrón bastante típico para la inicialización de una sola vez sin bloqueo. InterlockCompareExchangePtr intercambia atómicamente el nuevo valor si el anterior es nulo. Esto protege si varios hilos intentan crear el singleton al mismo tiempo, solo uno ganará. Los demás eliminarán su objeto recién creado.

MyObj* g_singleton; // MyObj is some struct. 

MyObj* GetMyObj() 
{ 
    MyObj* singleton; 
    if (g_singleton == NULL) 
    { 
     singleton = CreateNewObj(); 

     // Only swap if the existing value is null. If not on Windows, 
     // use whatever compare and swap your platform provides. 
     if (InterlockCompareExchangePtr(&g_singleton, singleton, NULL) != NULL) 
     { 
       DeleteObj(singleton); 
     } 
    } 

    return g_singleton; 
} 

DoSomethingWithSingleton(GetMyObj()); 

Answer 3

No es necesario. C ya tiene variables globales, por lo que no necesita una solución alternativa para simularlas.

Answer 4

Es prácticamente la misma versión de C++. Solo tiene una función que devuelve un puntero de instancia. Puede ser una variable estática dentro de la función. Envuelva el cuerpo de la función con una sección crítica o pthread mutex, según la plataforma.

#include <stdlib.h> 

struct A 
{ 
    int a; 
    int b; 
}; 

struct A* getObject() 
{ 
    static struct A *instance = NULL; 

    // do lock here 
    if(instance == NULL) 
    { 
     instance = malloc(sizeof(*instance)); 
     instance->a = 1; 
     instance->b = 2; 
    } 
    // do unlock 

    return instance; 
}; 

Tenga en cuenta que también necesita una función para liberar el singleton. Especialmente si captura cualquier recurso del sistema que no se libera automáticamente al salir del proceso.

Answer 5

Eso sí,

void * getSingleTon() { 
    static Class object = (Class *)malloc(sizeof(Class)); 
    return &object; 
} 

que trabaja en un entorno concurrente también.

Answer 6

Aquí hay otra perspectiva: cada archivo en un programa C es efectivamente una clase singleton que se instancia automáticamente en el tiempo de ejecución y no se puede subclasificar.

• Las variables globales estáticas son sus miembros privados de la clase.
• Global no estático son públicos (simplemente júntelos usando extern en algún archivo de encabezado).
• Las funciones estáticas son métodos privados
• Las funciones no estáticas son las públicas.

Dale a todo un prefijo adecuado y ahora puedes usar my_singleton_method() en lugar de my_singleton.method().

Si su singleton es complejo, puede escribir un método generate_singleton() para inicializarlo antes de usarlo, pero luego debe asegurarse de que todos los demás métodos públicos verifiquen si se invocó y si no el error.