Design Patterns, ou Padrões de Projeto, são soluções gerais para problemas comuns de desenvolvimento de software, apesar de controversas são considerados um conjunto de melhores práticas. Um desses padrões é o Singleton, utilizado para garantir que somente haverá uma instância dessa classe no programa todo, sem impactar na facilidade de acesso a essa instância.

Singleton Template

Uma abordagem para criação de um singleton é a criação de uma classe template, que gerencia a instanciação da classe:

#include <iostream>
#include <string>

template <class T>
class Singleton {
private:
    static T* instance;

public:
    static T& getInstance() {
        if (!instance)
            instance = new T();
        return *instance;
    }
};

template <class T>
T* Singleton<T>::instance = NULL;


class Config {
private:
    Config() {
        std::cout << "New Config instance" << std::endl;
    }
    friend class Singleton<Config>;

public:
    bool parse(std::string filename) {
        return true;
    }
    std::string getValue(std::string key) {
        return "";
    }
};


int main() {
    Config config = Singleton<Config>::getInstance();
    Config conf = Singleton<Config>::getInstance();
}

A saída para o código acima:

New Config instance

Note a classe Singleton, bem simples, usando template, e o método getInstance. A class Config precisa de duas coisas: primeiro precisa ter um construtor privado evitando ser instanciado com new; segundo precisa declarar a classe Singleton como friend para que somente a Singleton possa acessar seu construtor.

A partir daí sempre que for chamado Singleton<Config>::getInstance() haverá uma única instanciação da classe Config, e nenhuma mais.

Um cuidado com a classe declarada acima é a concorrência, como Singleton::getInstance() não é atômico, pode ocorrer de duas threads distintas solicitem uma instância simultaneamente, o que pode causar uma racing condition, e duas instâncias da classe ser criada. Isso pode ser resolvido com um mutex.

Desvantagens do Singleton

Como a implementação depende de uma classe estática, haverá alguns problemas no desenvolvimento de mocks para testes unitários, dificultando TDD.

Além disso existe o criticismo dos Design Patterns, diz que os Design Patterns apesar de parecerem uma ótima ideia podem trazer mais problemas que soluções a partir do momento em que o esforço para se manter dentro dos padrões acaba por dificultar o desenvolvimento ou a manutenção do código. Mas é uma discussão muito maior que um Snippets para Singleton.

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