帮我删除一个单例：寻找替代方案

Question

背景：我有一些类实现了我已经做出线程安全的主题/观察者设计模式。如果observer与通知正在建立在同一线程中，则将通过简单的方法调用observer->Notified(this)来通知它的observers。但是如果observer是在不同的线程中构建的，那么通知将被发布到queue上，稍后由构建observer的线程处理，然后可以在处理通知事件时进行简单的方法调用。

所以...我有一个地图关联线程和队列，当线程和队列被构造和销毁时它会被更新。该映射本身使用互斥锁来保护对其的多线程访问。

该地图是一个单身人士。

我过去一直都在使用单身人士，因为“在这个应用程序中只会有一个人”，并相信我 - 我已经付出了我的忏悔！

我的一部分不禁想到应用程序中真的只有一个队列/线程映射。另一个声音说单身人士不好，你应该避免他们。

我喜欢删除单例并能够为单元测试存根的想法。麻烦的是，我很难想出一个好的替代解决方案。

过去一直使用的“常规”解决方案是将指针传递给要使用的对象，而不是引用单例。在这种情况下，我认为这样做会很棘手，因为观察者和主题在我的应用程序中是10分钱，并且必须将队列/线程映射对象传递给每个观察者的构造函数非常尴尬。

我很欣赏的是，我可能在我的应用程序中只有一张地图，但它不应该在作出该决定的主题和观察员类代码的内部。

也许这是一个有效的单身人士，但我也很感激任何想法，我可以如何删除它。

谢谢。

PS。我已阅读接受的答案中提到的What's Alternative to Singleton和this article。我不禁想到ApplicationFactory只是另一个名字而已。我真的没有看到优势。

Answer 1

你的观察者可能很便宜，但它们依赖于通知队列线程地图，对吧？

使这个依赖显式化并对其进行控制有什么尴尬？

至于应用工厂MiškoHevery在他的文章中描述的最大优点是1）工厂方法不会隐藏依赖关系和2）您所依赖的单个实例不是全局可用的，因此任何其他对象可以干涉他们的状态。因此，使用这种方法，在任何给定的顶级应用程序环境中，您都可以确切知道地图的用途。通过全球可访问的单身人士，您使用的任何课程都可能会对地图做出不愉快的事情。

Answer 2

争取解决一些想法：

为什么你需要排队通知在不同的线程创建的观察员？我的首选设计是让subject直接通知观察者，并将观察者的责任放在线程安全的地方，知道Notified()可能随时从另一个线程调用。观察员知道他们国家的哪些部分需要用锁保护，并且他们可以处理比subject或queue更好的状态。

假设你确实有很好的理由保持queue，为什么不把它作为一个实例呢？只要在main的某个地方执行queue = new Queue()，然后传递该参考。可能只有一个，但你仍然可以把它当作一个实例而不是全局静态。

Answer 3

将队列放入主题类中出现了什么问题？你需要什么地图？

您已经拥有从单身队列队列图读取的线程。相反，这样做只是让主题类的内部地图，并提供了两种方法来订阅观察员：

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; 
    } 
} 

现在，任何线程可以调用的GetNext方法来启动调度......当然这是所有过于简化，但这只是想法。

注：我正在假设你已经有了一个围绕这个模型的体系结构，以便你已经有了一堆观察者，一个或多个主题，并且线程已经去了地图做通知。这摆脱了单身人士，但我建议你从同一个线程通知，并让观察员处理并发问题。

Answer 4

我的做法是让观察员在注册该主题时提供一个队列;观察者的所有者将负责线程和关联的队列，并且主题将观察者与队列相关联，而不需要中央注册表。

线程安全的观察者可以在没有队列的情况下注册，并且可以由主题直接调用。

Answer 5

如果试图摆脱单身人士的唯一目的是从单元测试的角度来看，也许用可以在存根中交换的东西替换单身人士的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 
} 

然后在你的测试中，换出队列/线程映射实现。至少这使得单身人士更加暴露。

Answer 6

如何添加一个Reset方法，将单例返回到它可以在测试之间调用的初始状态？这可能比存根更简单。向Singleton模板添加一个通用的Reset方法（删除内部单例pimpl并重置指针）可能是可能的。这甚至可以包含一个使用主ResetAll方法重置所有单身人士的注册表！