Singleton Patten

예제 :) https://github.com/eazuooz/WindowAPI/tree/ccd364e29392d46b4bfa76bcc4268d49eace278e

GitHub - eazuooz/WindowAPI

오직 한개의 인스턴스만 갖도록 보장하고, 이에 대한 전역적인 접근점을 제공합니다.

(GOF의 디자인 패턴 181p)

Gof의 싱글턴 패턴은 의도와 달리 득보다는 실이 많다. Gof도 싱글턴 패턴을 남용하지 말라고 강조 했지만, 개발자들 중에서 귀담아 듣는 이는 많지 않다.

 

다른 패턴들도 그렇지만, 싱글턴을 부적당한 곳에 사용하면 총상에 부목을 대는 것만큼이나 쓸모가 없다.

워낙 남용 되는 패턴이다 보니 싱글턴을 피할 방법을 주로 다루겠지만, 그래도 우선은 싱글턴 패턴에 대해 살펴보자.

 

//첫번째 예
class FileSystem 
{
public:
    static FileSystem& instance() 
    {
        if(instance_ NULL) {
            instance_ = new FileSystem();
        }
        return *instance_;
    }

private:
    FileSystem() {}
    static FileSystem* instance_;
}

//두번째 예
class FileSystem 
{
public:
    static FileSystem& instance() 
    {
        static FileSystem* instance = new FileSystem();
        return *instance;
    }

private:
    FileSystem() {}
}
출처: https://boycoding.tistory.com/109 [소년코딩:티스토리]

	class Application
	{
	public:
		static Application& GetInstance()
		{
			if (mDestroyed)
			{
				 new(mInstance) Application();
				 atexit(KillApplication);
				 mDestroyed = false;
			}
			else if (mInstance == nullptr)
			{
				Create();
			}
			return *mInstance;
		}

		

	private:
		Application() {}
		Application(const Application& other) {}
		~Application() { mDestroyed = true; }

		static void Create()
		{
			static Application instance;
			mInstance = &instance;
		}
		static void KillApplication()
		{
			mInstance->~Application();
		}

		static Application* mInstance;
		static bool mDestroyed;
	};

전역적인 접근점을 제공

로깅, 콘텐츠 로딩, 게임 저장등 여러 내부 시스템에서 파일 시스템 레퍼 클래스를 사용할 것이다. 이들 시스템에서 파일 시스템 클래스 인스턴스를 따로 생성할 수 없으므로 싱글턴 패턴은 하나의 인스턴스만 생성하는 것에 대해서, 그 인스턴스를 전역에서 접근할 수 있는 메서드를 제공한다.

 

싱글턴을 왜 사용하는가?

1. 한번도 사용하지 않는다면 아예 인스턴스를 생성하지 않는다.

2. 런타임에 초기화된다.

3. 싱글턴을 상속할 수 있다.

 

이제 우리 게임 엔진의 프레임워크를 싱글턴 패턴을 이용해서 만들어보자.

엔진을 설계 하기에 앞서 자주 사용해야할 데이터타입들의 네임스페이스, 그리고 자료형들을 미리 선언해두려고 한다.

Common.h 파일을 생성하고 해당 클래스안에 자주 사용 되는 STL과 여러가지 데이터 타입들을 선언해두었다.

 

#pragma once

#include "framework.h"

#include <string>
#include <vector>
#include <list>
#include <map>

using std::vector;
using std::list;
using std::map;
using std::make_pair;
using std::string;
using std::wstring;

struct WindowImplData
{
    HWND hWnd;
    HDC  hdc;
    UINT height;
    UINT width;

    void Clear()
    {
        hWnd = NULL;
        hdc = NULL;
        height = 0;
        width = 0;
    }
};

struct Vector2
{
    float y;
    float x;
};

using Pos = POINT;

 

우리의 메인 프로그램 Application 프로그램이다. 

#pragma once
#include "Common.h"
// 우리의 메인 프로그램
// Singleton patten

namespace ya
{
	class Application
	{
	public:
		static Application& GetInstance()
		{
			if (mInstance == nullptr)
			{
				mInstance = new Application();
			}
			return *mInstance;
		}

		Application();
		~Application();

		void Initialize(WindowImplData data);
		void Tick();

	private:
		static Application* mInstance;
		static int mIsStatic;
		
		WindowImplData mWindowData;
	};
}

Initialize 함수에서 초기화에서 필요한 데이터들을 세팅해준다.

Tick() 함수는 main 함수에서  우리가 GetMessage구조를 변경한 부분인 PeekMessage의 게임 실행부분에서

매 프레임마다 실행될것이다.

    while(true)
    {
        if (PeekMessage(&msg, nullptr, 0, 0, PM_REMOVE))
        {
            if (WM_QUIT == msg.message)
                break;
            
            if (!TranslateAccelerator(msg.hwnd, hAccelTable, &msg))
            {
                TranslateMessage(&msg);
                DispatchMessage(&msg);
            }
        } 
        else
        {
            // 게임 실행
            ya::Application::GetInstance().Tick();
        }
    }

 

그리고 추가적으로 앞으로 사용될 모든 객체에서 사용될 Entity  클래스를 선언했다.

이름이 필요한 모든 프로그램내에서 할당된 객체들은 이 Entity 클래스를 상속받아 사용할 것이다.

Entity 클래스는 공통적으로 Class로 선언된 자료형들이 사용할 데이터들을 가지고 있을 것이다.

예 : 이름, 경로, 데이터 크기등

#pragma once
#include "Common.h"

namespace ya
{
	class Entity
	{
	public:
		Entity();
		virtual ~Entity();

		void SetName(const wstring& name) { mName = name; }
		const wstring& GetName() { return mName; }

	private:
		wstring mName;
	};
}

 

Object란 우리 게임에서 화면상에 나나타낼 모든 물체를 하나의 Object라고 정의 하겠다.

플레이어, 몬스터, UI 등등 추가로 눈에 보이지 않는 Timer나 몬스터 스폰을 도와주는 Class로 만들어진 객체등 눈에 보지이 않는것도 하나의 객체가 된다.

다시말해서 Class로 메모리 할당된 아이들을 하나의 객체라고 생각하면 된다. 

변수등을 이용하지 않고 이렇게 하나의 객체단위로 프로그래밍 하는 방법을 객체지향프로그래밍 이라고 말한다.

지금 당장 객체지향 프로그래밍을 깊이 이해하기에는 어려우니 이정도만 알고 넘어 가도록 하자

#pragma once
#include "Common.h"
#include "yaEntity.h"

namespace ya
{
	class Object : public Entity
	{
	public:
		Object();
		~Object();

	private:
		Pos mPos;
	};
}

구조를 이해했다면 예제를 따라서 실행시켜 보자.

 

다음과 같이 좌우상화 방향키를 이용해 화면에 사각형이 이동한다면 문제 없이 구조를 완성시킨것이다.