静态字段的析构函数。单例实现

Posted 2023-03-31

【中文标题】静态字段的析构函数。单例实现

【英文标题】：Destructor for static fields. Singleton realization

【发布时间】：2012-04-15 15:00:34

【问题描述】：

所以，经典的简单单例实现如下：

class Singleton

private:
    static Singleton* singleton;
    Singleton() 
public:
    static Singleton* getInstance();        
;

cpp 文件：

Singleton* Singleton::singleton = 0;

Singleton* Singleton::getInstance()

    if (!singleton)
    
        singleton = new Singleton;
    

    return singleton;

我在这里看到内存泄漏 - '因为 new 没有 delete。但是在 C++ 中没有静态析构函数，所以我们不关心这个内存泄漏？

【问题讨论】：

预计单例对程序的整个生命周期都有用。

见C++ Singleton design pattern（或者只在SO上搜索singleton，你会发现很多信息）

这看起来是用 C# 重写的 Singleton 实现：msdn.microsoft.com/en-us/library/ff650316.aspx 但在 C# 中，“new”不需要“delete”。

@SChepurin 这个例子来自 GoF 书

@Hate.Nothing 是完美的。关于 Singleton 的删除有很多要讨论的“Singleton 是如何被删除的？”：sourcemaking.com/design_patterns/to_kill_a_singleton

【参考方案1】：

内存泄漏不仅仅是没有匹配空闲的分配。当您拥有可以回收的内存时，因为该对象不再使用，但实际上并没有被释放。事实上，许多内存泄漏是程序中有代码释放内存的情况，但无论出于何种原因，它都没有被调用（例如，引用循环）。有很多关于如何检测这些泄漏的研究。 this paper 是此类工具的一个很好的例子。

在单例的情况下，我们没有泄漏，因为该单例存在于整个程序中。它的生命周期永远不会结束，因此没有被回收的内存不是问题。

也就是说，您上面的代码并不是大多数人会实现单例的方式。规范的 C++ 实现是这样的：

class Singleton

private:
    /* No instantiation. */
    Singleton() 

    /* Explicitly disallow copying. */ 
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator= (const Singleton&) = delete;

    /* In C++03, the above would be written as
     *
     *    Singleton(const Singleton&);
     *    Singleton& operator= (const Singleton&);
     * 
     * and you'd just leave the methods unimplemented.
     */
public:
    static Singleton& getInstance();        
;

.cpp 文件：

Singleton& Singleton::getInstance() 
    /* Have a static local variable representing the unique instance.  Since
     * it's static, there is only one instance of this variable.  It's also only
     * initialized when getInstance is called.
     */
    static Singleton theInstance;
    return theInstance;

现在根本没有动态分配 - 内存由编译器分配，并且可能驻留在代码或数据段中，而不是在堆中。另请注意，您必须明确禁止复制，否则您可能会得到许多单例的克隆。

这样做的另一个优点是 C++ 保证在程序退出时（假设程序正常终止），theInstance 的析构函数确实会在程序结束时触发。因此，您可以使用所需的所有清理代码定义析构函数。

希望这会有所帮助！

【讨论】：

什么是=删除；你不是每次调用 getInstance() 时都声明新的静态 theInstance 吗？

@Hate-= delete; 是一种新的 C++11 语法，用于显式标记函数不存在且无法调用。在 C++03 中，您只需要声明这些函数而不是实现它们。此外，您每次都没有获得实例的新副本的原因是局部变量标记为static，这意味着该变量仅存在一个副本，并且它在函数调用中持续存在。这是否回答你的问题？或者还有什么我可以澄清的吗？

我看到那个静态单例实例；创建静态变量，我知道静态变量在程序运行时一直退出。但是当你第二次调用这个函数时，它不会愿意创建新的静态变量 theInstance 并且不会出现重定义错误吗？

@Hate- 不。静态局部变量与静态全局变量类似，实际上只存在一个副本。如果多次调用该函数，它总是引用同一个静态局部变量。有关详细信息，请参阅***.com/questions/246564/…。

当我写在主类Test ;静态测试测试；静态测试测试；它让我测试重新定义错误..

【参考方案2】：

当delete 与new 没有匹配时，为什么要避免使用此类代码

虽然没有实际的内存泄漏（在大多数现代操作系统中），但更糟糕的是你的Singleton 析构函数没有被调用。如果你获得一些资源，它们可能会泄漏。

这里可以做什么

使用智能指针存储实例，考虑std::unique_ptr（使用C++11）或boost::auto_ptr

【讨论】：

@Lol4t0- 我代码中的版本也是延迟初始化的； static 局部变量仅在首次调用包含它们的函数时才被初始化。

@templatetypedef，你在函数里面定义了，那好吧。

@Lol4t0：你和 templatetypedef 给出了两个相互矛盾的陈述：你说单例析构函数没有被调用，而他们说析构函数在程序完成时被触发。既然这正是我来这里发现的，你介意确认还是否认你的说法？

@Larry：这取决于单例实现。问题正文中的实现不会触发析构函数，但 templatetypedef 的实现会触发。

@Lol4t0 谢谢！所以看起来动态内存没有被破坏，只是被释放了。

【参考方案3】：

当函数的局部变量被声明为“静态”时，这意味着它没有在堆栈上分配 - 并且它的值从一次调用到下一次调用都保持不变。