關(guān)于C++中Singleton類實(shí)例析構(gòu)的討論zz

1、 關(guān)于C+中Singleton類實(shí)例析構(gòu)的討論zz單例模式也稱為單件模式、單模式，可能是使最泛的設(shè)計(jì)模式。其意圖是保證個類僅有個實(shí)例，并提供個訪問它的全局訪問點(diǎn)，該實(shí)例被所有程序模塊共享。有很多地需要這樣的功能模塊，如系統(tǒng)的志輸出，GUI應(yīng)必須是單標(biāo)，MODEM的聯(lián)接需要條且只需要條電話線，操作系統(tǒng)只能有個窗管理器，臺PC連個鍵盤。單例模式有許多種實(shí)現(xiàn)法，在C+中，甚可以直接個全局變量做到這點(diǎn)，但這樣的代碼顯的很不優(yōu)雅。 使全局對象能夠保證便地訪問實(shí)例，但是不能保證只聲明個對象也就是說除了個全局實(shí)例外，仍然能創(chuàng)建相同類的本地實(shí)例。設(shè)計(jì)模式書中給出了種很不錯的實(shí)現(xiàn)，定義個單例類，使類的私有靜態(tài)指

2、針變量指向類的唯實(shí)例，并個公有的靜態(tài)法獲取該實(shí)例。單例模式通過類本來管理其唯實(shí)例，這種特性提供了解決問題的法。唯的實(shí)例是類的個普通對象，但設(shè)計(jì)這個類時，讓它只能創(chuàng)建個實(shí)例并提供對此實(shí)例的全局訪問。唯實(shí)例類Singleton在靜態(tài)成員函數(shù)中隱藏創(chuàng)建實(shí)例的操作。習(xí)慣上把這個成員函數(shù)叫做Instance()，它的返回值是唯實(shí)例的指針。定義如下：class CSingleton/其他成員public:static CSingleton* GetInstance()if ( m_pInstance = NULL ) /判斷是否第次調(diào)m_pInstance = new CSingleton();retur

3、n m_pInstance;private:CSingleton();static CSingleton * m_pInstance;戶訪問唯實(shí)例的法只有GetInstance()成員函數(shù)。如果不通過這個函數(shù)，任何創(chuàng)建實(shí)例的嘗試都將失敗，因?yàn)轭惖臉?gòu)造函數(shù)是私有的。GetInstance()使懶惰初始化，也就是說它的返回值是當(dāng)這個函數(shù)次被訪問時被創(chuàng)建的。這是種防彈設(shè)計(jì)所有GetInstance()之后的調(diào)都返回相同實(shí)例的指針：CSingleton* p1 = CSingleton : GetInstance();CSingleton* p2 = p1-GetInstance();CSinglet

4、on & ref = * CSingleton : GetInstance();對GetInstance稍加修改，這個設(shè)計(jì)模板便可以適于可變多實(shí)例情況，如個類允許最多五個實(shí)例。單例類CSingleton有以下特征： 它有個指向唯實(shí)例的靜態(tài)指針m_pInstance，并且是私有的；它有個公有的函數(shù)，可以獲取這個唯的實(shí)例，并且在需要的時候創(chuàng)建該實(shí)例；它的構(gòu)造函數(shù)是私有的，這樣就不能從別處創(chuàng)建該類的實(shí)例。多數(shù)時候，這樣的實(shí)現(xiàn)都不會出現(xiàn)問題。有經(jīng)驗(yàn)的讀者可能會問，m_pInstance指向的空間什么時候釋放呢？更嚴(yán)重的問題是，該實(shí)例的析構(gòu)函數(shù)什么時候執(zhí)？如果在類的析構(gòu)為中有必須的操作，如關(guān)閉件，釋放外

5、部資源，那么上的代碼法實(shí)現(xiàn)這個要求。我們需要種法，正常的刪除該實(shí)例?？梢栽诔绦蚪Y(jié)束時調(diào)GetInstance()，并對返回的指針掉delete操作。這樣做可以實(shí)現(xiàn)功能，但不僅很丑陋，且容易出錯。因?yàn)檫@樣的附加代碼很容易被忘記，且也很難保證在delete之后，沒有代碼再調(diào)GetInstance函數(shù)。個妥善的法是讓這個類知道在合適的時候把刪除，或者說把刪除的操作掛在操作系統(tǒng)中的某個合適的點(diǎn)上，使其在恰當(dāng)?shù)臅r候被動執(zhí)。我們知道，程序在結(jié)束的時候，系統(tǒng)會動析構(gòu)所有的全局變量。事實(shí)上，系統(tǒng)也會析構(gòu)所有的類的靜態(tài)成員變量，就像這些靜態(tài)成員也是全局變量樣。利這個特征，我們可以在單例類中定義個這樣的靜態(tài)成員變

6、量，它的唯作就是在析構(gòu)函數(shù)中刪除單例類的實(shí)例。如下的代碼中的CGarbo類（Garbo意為垃圾）：class CSingleton/其他成員public:static CSingleton* GetInstance();private:CSingleton();static CSingleton * m_pInstance;class CGarbo /它的唯作就是在析構(gòu)函數(shù)中刪除CSingleton的實(shí)例public:CGarbo()if( CSingleton:m_pInstance )delete CSingleton:m_pInstance;Static CGabor Garbo; /定

7、義個靜態(tài)成員，程序結(jié)束時，系統(tǒng)會動調(diào)它的析構(gòu)函數(shù)；類CGarbo被定義為CSingleton的私有內(nèi)嵌類，以防該類被在其他地濫。程序運(yùn)結(jié)束時，系統(tǒng)會調(diào)CSingleton的靜態(tài)成員Garbo的析構(gòu)函數(shù)，該析構(gòu)函數(shù)會刪除單例的唯實(shí)例。使這種法釋放單例對象有以下特征： 在單例類內(nèi)部定義專有的嵌套類；在單例類內(nèi)定義私有的專門于釋放的靜態(tài)成員；利程序在結(jié)束時析構(gòu)全局變量的特性，選擇最終的釋放時機(jī)；使單例的代碼不需要任何操作，不必關(guān)對象的釋放。進(jìn)步的討論但是添加個類的靜態(tài)對象，總是讓不太滿意，所以有如下法來重現(xiàn)實(shí)現(xiàn)單例和解決它相應(yīng)的問題，代碼如下：class CSingleton/其他成員public:

8、static Singleton &GetInstance()static Singleton instance;return instance;private:Singleton() ;使局部靜態(tài)變量，常強(qiáng)的法，完全實(shí)現(xiàn)了單例的特性，且代碼量更少，也不擔(dān)單例銷毀的問題。但使此種法也會出現(xiàn)問題，當(dāng)如下法使單例時問題來了，Singleton singleton = Singleton : GetInstance();這么做就出現(xiàn)了個類拷貝的問題，這就違背了單例的特性。產(chǎn)這個問題原因在于：編譯器會為類成個默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)，來持類的拷貝。最后沒有辦法，我們要禁類拷貝和類賦值，禁程序員這種式來使單例，當(dāng)

9、時領(lǐng)導(dǎo)的意思是GetInstance()函數(shù)返回個指針不是返回個引，函數(shù)的代碼改為如下：static Singleton *GetInstance()static Singleton instance;return &instance;但我總覺的不好，為什么不讓編譯器不這么呢。這時我才想起可以顯的命類拷貝的構(gòu)造函數(shù)，和重載 = 操作符，新的單例類如下：class Singleton/其他成員 public:static Singleton &GetInstance()static Singleton instance;return instance;private:Singleton() ;S

10、ingleton(const Singleton);Singleton & operate = (const Singleton&);關(guān)于Singleton(const Singleton); 和 Singleton & operate = (const Singleton&); 函數(shù)，需要聲明成私的，并且只聲明不實(shí)現(xiàn)。這樣，如果上的式來使單例時，不管是在友元類中還是其他的，編譯器都是報(bào)錯。不知道這樣的單例類是否還會有問題，但在程序中這樣使已經(jīng)基本沒有問題了。優(yōu)化Singleton類，使之適于單線程應(yīng)Singleton使操作符new為唯實(shí)例分配存儲空間。因?yàn)閚ew操作符是線程安全的，在多線程應(yīng)中你可以使此設(shè)計(jì)模板，但是有個缺陷：就是在應(yīng)程序終之前必須delete摧毀實(shí)例。否則，不僅導(dǎo)致內(nèi)存溢出，還要造成不可預(yù)測的為，因?yàn)镾ingleton的析構(gòu)函數(shù)將根本不會被調(diào)。通過使本地靜態(tài)實(shí)例代替動態(tài)實(shí)例，單線程應(yīng)可以很容易避免這個問題。下是與上的GetInstance()稍有不同的實(shí)現(xiàn)，這個實(shí)現(xiàn)專門于單線程應(yīng)：CSingleton* CSingleton :