利用ModelMaker实现Singleton模式 2004年11月13日03:34星期六 [专题文章] 研究ModelMaker也有一段日子了，最近对其中的模式颇感兴趣，特将一些使用体会记录下来，都是很简单的例子，以供初学者参考。
因为我最近写的一个类正在使用Singleton模式，所以自然先写的就是Singleton了，不过使用的例子则是最为简单的，因为我不希望读者的视线被太多不相关的细节所迷惑。
读此文字之前，希望读者最好能有一些ModelMaker的使用经验，例如如何生成类，如何产生代码。。。
首先打开ModelMaker，我使用的是7.20版本，配合Delphi7。
打开Classes面板，在TObject上单击右键，选择Add Class，在Class Name处填入类的名称，这里是TAppInfo，这样就会以TObject为父类生成一个子类，当然这个时候是个什么都没有的空类。在Classes面板的下方members面板上有几个图标，点击P+，也就是添加属性，这里我们添加一个Integer的Tag属性，读写全部选择为Field，这样就会自动生成一个Private级别的FTag域。
这个时候在保持Classes面板上我们的类处于选中状态，单击菜单View，选择Patterns项，这个时候会出现一个PageControl，里面分类放置了几个不同的模式，我们先找到Wizzard里面最后一项（也就是图标中有一个1的），这就是我们需要实现的Singleton模式。点击后会看到他自动生成了数个method，暂时不管，关掉模式窗口即可。
接下来要做的是将类关联到单元文件中，切换到Units面板（Classes右边），点击Add New Unit来引入一个新的单元文件，随后出现的窗口中，只要更改Relative File Name即可，也就是生成的.Pas文件的名称。确定后会在units面板中生成一个子项，在Classes not assigns to units中找到我们刚刚创建的TAppInfo类，拖放到刚刚创建的unit子项中，这样就完成了类和单元的关联。
之后就是生成delphi可以使用的.pas源代码了，确保菜单栏下面工具栏中的Unlock code Generation处于打开状态（就是那个锁头的图标），点击Generate图标，如果一切正常的话这个单元应该已经被正常的生成了。
打开delphi，创建一个默认的application，回到ModelMaker，点击工具栏的Locate in Delphi（就是Delphi图标的按钮，很好找的），这样delphi就会自动打开这个单元文件，出现在你面前的就是ModelMaker生成的pas源代码了。在工程中uses单元名称，compile一下是否能够通过编译，如果通过了，恭喜，我们可以进行下一步的测试了，反之则回头找一下错误。
接下来是测试，在form1中声明这样两个变量AppInfo1, AppInfo2 : TAppInfo;放三个按钮在form上。点击事件依次为：
appinfo1 := TAppInfo.Instance;
Appinfo1.Tag := Random(1000);
appinfo2 := TAPPinfo.Instance;
AppInfo2.Tag := Random(1000);
可以看出两个按钮是分别为两个TAppInfo对象创建实例，并且赋不同的值给TAG（为什么不用TAppInfo.Create后文会讲述）。第三个按钮则是显示两个对象的TAG数值
ShowMessage('AppInfo1.Tag = '+IntToStr(AppInfo1.Tag) + 'AppInfo2.Tag = '+ IntToStr(AppInfo2.Tag));
下面运行一下看看吧，是不是两个对象的TAG值都是一样的～？有兴趣的朋友可以用创建对象数组，循环一下看看是不是所有的对象都是一样的，这是因为他们都指向了同一个实例，这也就是Singleton模式。
接下来暂时忘掉ModelMaker，来探究一下Singleton模式的实现方法吧。因为Delphi没有C++/Java那样的Static静态方法，所以比较普遍的做法是使用全局变量，hubdog的《delphi深度探索》里面是覆盖了TObject.NewInstance，有兴趣的朋友可以自行参阅相关资料，下面主要介绍ModelMaker的实现方法。
首先仔细观察一下类的声明：
type
TAlAppInfo = class(TObject)
private
FTag : Integer;
protected
constructor CreateInstance;
class function AccessInstance(Request: Integer): TAlAppInfo;
public
constructor Create;
destructor Destroy; override;
class function Instance: TAlAppInfo;
class procedure ReleaseInstance;
property Tag : integer read FTag write FTag;
end;
发现共有两个构造器，一个是protected级别的CreateInstance，另一个是Public级别的Create，因为我们无法在类单元以外调用protected级别的函数，所以先观察Create，其实现代码如下：
constructor TAppInfo.Create;
begin
inherited Create;
raise Exception.CreateFmt('Access class %s through Instance only', [ClassName]);
end;
代码很明显表达了这么一个观点：“任何时候都不要调用我，否则就给你好看！”无奈，只好放弃他转而观察其他的public方法。Destroy？怎么可能-.-，剩下的只有两个类方法了Instance和ReleaseInstance。而ReleaseInstance是个过程，很显然不能放在等号的右侧，唯一的可能性就只有类函数Instance了，他的返回值是类本身的实例。ok，let's go！
class function TAppInfo.Instance: TAppInfo;
begin
Result := AccessInstance(1);
end;
easy，一眼就可以看出他调用了protected级别的类函数AccessInstance创建类的实例，接下来就是魔法的关键了：
class function TAppInfo.AccessInstance(Request: Integer): TAppInfo;
{ $J+ }
const FInstance: TAppInfo = nil;
{ $J- }
begin
case Request of
0 : ;
1 : if not Assigned(FInstance) then FInstance := CreateInstance;
2 : FInstance := nil;
else
raise Exception.CreateFmt('Illegal request %d in AccessInstance', [Request]);
end;
Result := FInstance;
end;
这是一个设计的很精巧的函数，这里定义的FInstance才是这个类唯一的实例，通过const赋初值为nil，同时使用编译器开关{ J+ }使得此值可以修改。根据传入参数的不同，我们来看看都会产生什么样的结果吧！
0: 函数的返回值为FInstance
1: 如果FInstance尚未初始化，则调用上文提过的protected级别的构造器CreateInstance为FInstance创建实例，返回FInstance。
2: 将FInstance指向空指针，此时返回值同样为空指针。
除此以外的参数则会抛出一个异常。
追寻上面的痕迹，我们来看看TAppInfo.Instance的处理流程吧！他传入的参数是1，也就是第1个结果，很明显了，如上文所提，他永远返回FInstance，无论调用几次TAppInfo.Instance，其返回值指向的都是同一个实例。到此几乎一切都已经很明显了，不过重要的构造器还是要讲的～
constructor TAppInfo.CreateInstance;
begin
inherited Create;
end;
很简单，他调用了父类的构造器，这里是TObject.Create，我们有理由认为，所有类的初始化动作都应该在这里面加入，放在Inherited create之后即可正确的完成类的初始化动作。实例创建后还需要销毁，这里有些迷惑，我们应该调用xxx.free还是xxx.ReleaseInstance呢？还是看代码吧。
class procedure TAppInfo.ReleaseInstance;
begin
AccessInstance(0).Free;
end;
destructor TAppInfo.Destroy;
begin
if AccessInstance(0) = Self then AccessInstance(2);
inherited Destroy;
end;
先看类方法ReleaseInstance，他是传入0给AccessInstance，按照上面的分析，他返回FInstance的实例，同时调用了对象的destructor，即Free。因此这两个方法是等价的，随便调用哪个都可以，当然还是free好，别人看代码会更加清晰一些=.=，当需要手动销毁类包含的资源的时候，代码应该放到Destroy里面大家应该是没问题的吧？类方法是不能操作类成员对象的，呵呵。
后记：MM产生的代码虽然很精巧，但是有一个较大的弱点，不易扩展，他无法保证其的子类也是singleton模式，事实上，要想从这个类派生子类是有些困难的，甚至还不如重新利用MM的向导生成代码。网上有一篇文章，实现了一个可以保证子类也只有一个实例的TSingleObject类，有需要的不妨借用，而我个人认为这个类的存在并无太大意义，要知道Object Pascal是不支持多重继承的，这样使用环境的限制就太大了。呵呵
至此利用ModelMaker实现Singleton模式已经结束了，由于是第一篇关于ModelMaker的文章，所以对MM的操作细节讲述较多，而且好像也稍嫌罗嗦，有轻视读者水平之嫌疑:P，很抱歉，这是希望一些初学者也能通过这篇文章认识到delphi的OOP知识，以后可能会稍微略去这些细节。网上有一篇很好的ModelMaker6.20中文手册，建议感兴趣的朋友仔细研读。
