c++ - 如何在带有 DLL 的应用程序中实现单例

Question

我有一个包含 3 个项目的应用程序(在 MS Visual Studio 中):

• ma​​in(包含 main 函数的那个​​)
• device(模拟一些硬件设备)
• config(包含其他两个项目的一些配置)

所以依赖图是:

• ma​​in依赖于device，而device又依赖于config
• ma​​in 依赖于config

config 项目包含一个 Singleton，其中包含一些配置参数。

我决定将device 项目变成一个DLL。当我这样做时，似乎我在 config 项目中得到了 Singleton 的两个实例!我想这是一个经典问题，可能有一个很好的解决方案。那么我该如何解决这个问题呢？

我用以下(相对较小的)代码重现了这个问题。当然，就我而言，有大约 30 个项目，而不仅仅是 3 个。我只想制作 1 个 DLL(如果可能的话)。

---

// config.h
#pragma once
#include <string>
#include <map>
class Config
{
public:
    static void Initialize();
    static int GetConfig(const std::string& name);

private:
    std::map<std::string, int> data;
};

// config.cpp
#include "config.h"

static Config g_instance;

void Config::Initialize()
{
    g_instance.data["one"] = 1;
    g_instance.data["two"] = 2;
}

int Config::GetConfig(const std::string& name)
{
    return g_instance.data[name];
}

---

// device.h
#pragma once

#ifdef _DLL
#define dll_cruft __declspec( dllexport )
#else
#define dll_cruft __declspec( dllimport )
#endif

class dll_cruft Device
{
public:
    void Work();
};

// device.cpp
#include "device.h"
#include <iostream>
#include "config.h"

void Device::Work()
{
    std::cout << "Device is working: two = " << Config::GetConfig("two") << '\n';
}

---

// main.cpp
#include <iostream>
#include "config.h"
#include "device.h"

int main()
{
    std::cout << "Before initialization in application: one = " << Config::GetConfig("one") << '\n';
    Config::Initialize();
    std::cout << "After initialization in application: one = " << Config::GetConfig("one") << '\n';
    Device().Work();
    std::cout << "After working in application: two = " << Config::GetConfig("two") << '\n';
}

---

输出:

Before initialization in application: one = 0

After initialization in application: one = 1

Device is working: two = 0

After working in application: two = 2

关于代码的作用和原因的一些解释:

1. 主应用程序启动
2. 第一次打印只是为了表明单例还没有初始化
3. 主应用初始化单例
4. 第一次打印表明初始化成功
5. 主应用启动“硬件设备”
6. 在 DLL 内部，单例未初始化!我希望它输出 two = 2
7. 最后的打印显示单例仍在主应用程序中初始化

Answer 1

当我遇到同样的问题时，我通过创建另一个 DLL 来解决它，该 DLL 的唯一目的是管理单例实例。所有试图获取指向单例的指针的尝试都会调用这个新 DLL 中的函数。