面向全局系统/任务监控类的 OOP

Question

我正在尝试创建各种性能监视器以在刨花板（基于 STM32）上运行。我习惯用 c 编程，所以 OOP 方法有点新，但我认为它很适合这里。

出于这个问题的目的，假设我有两种类型的监视器：

1. 频率。应用程序可以调用监视器的“tick”方法来计算自上次运行以来的时间并将其存储。
2. Period - 调用监视器的“开始”和“停止”方法来计算进程运行和存储所需的时间。

我想做的是在整个应用程序中创建这些监视器的实例，并能够从主模块报告所有类型的所有监视器的统计信息。

我读过单例设计模式，这似乎是我需要的，但我不确定，我也担心线程安全。

我想我将创建一个“StatMonitor”类和一个派生类“FrequencyMonitor”和“PeriodMonitor”。 Monitor 将是一个单例，在任何我想创建一个新监视器的地方我都会请求一个“Monitor”实例并像这样使用它：

freqMonitor * task1FreqMonitor = StatMonitor::GetInstance()->Add_Freq_Monitor("Task1");

StatMonitor 将跟踪我添加的所有监视器，当我想打印统计信息时，我可以调用 printAll 方法，该方法将迭代它的监视器数组并请求它们的结果，如下所示：

StatMonitor::GetInstance()->PrintAllStats();

我走在正确的道路上吗？

Answer 1

您的路径听起来不错，除了 FrequencyMonitor 和 PeriodMonitor 不应派生自“管理”所有这些监视器的类（我们称之为 MonitorPrinter）。

MonitorPrinter 应该是一个单例，看起来像这样：

class MonitorPrinter
{
public:
    static MonitorPrinter& getInstance()
    {
        static MonitorPrinter monitorPrinter;
        return monitorPrinter;
    }

    void printAllStats()
    {
        for (const auto& [_, frequencyMonitor] : _frequencyMonitors)
            frequencyMonitor.print();
        for (const auto& [_, periodMonitor] : _periodMonitors)
            periodMonitor.print();
    }

    FrequencyMonitor& getFrequencyMonitor(std::string name)
    { return _frequencyMonitors[name]; }
    PeriodMonitor& getPeriodMonitor(std::string name)
    { return _periodMonitors[name]; }

private:
    MonitorPrinter() = default;

    std::map<std::string, FrequencyMonitor> _frequencyMonitors;
    std::map<std::string, PeriodMonitor> _periodMonitors;
};

Demo

（const auto& [_, frequencyMonitor] 是 structured binding）。

FrequencyMonitor 和 PeriodMonitor 不应该与单例有任何关系，根据您的描述，它们也不需要是类层次结构的一部分（因为它们具有不同的接口）。如果您愿意，您可以阻止用户（MonitorPrinter 除外）使用其他技术实例化这些类，但我不会在这里详细说明。

总之，这里没有必要使用OOP。使用单例来提供（并跟踪）监视器，并根据自己的喜好实现监视器。如果这是相关的，请注意线程安全（以上不是线程安全的！）。