秦晓曼 发表于 2025-6-9 08:58:57

设计模式学习(一)单例模式补充——单例模式析构

目录

[*]前言
[*]无法调用析构函数的原因
[*]改进方法

[*]内嵌回收类
[*]智能指针
[*]局部静态变量

[*]参考文章

前言

在《单例模式学习》中提到了,在单例对象是通过new关键字动态分配在堆上的情况下,当程序退出时,不会通过C++的RAII机制自动调用其析构函数。本文讨论一下这种现象的原因以及解决方法。
无法调用析构函数的原因

在DCLP(双检查锁模式)中,CSingleton中的instance是一个静态指针变量,被分配在全局/静态存储区。而instance所指向的CSingleton实例是通过new创建在堆上的,只能手动调用delete来释放相关资源(对于单例模式这是无法实现的,因为析构函数私有),无法通过RAII释放相关资源。
在程序结束时,instance这个指针变量被销毁了,但它所指向的内存空间中的CSingleton对象并没有被显式销毁,而是由操作系统去回收这一块内存(不会调用其析构函数)。然而依赖操作系统来清理资源并不是一个优雅的结束方式,可能会造成文件句柄未关闭、网络连接未断开等资源泄漏。
class CSingleton
{
public:
    static CSingleton* getInstance();
    static std::mutex mtx;
private:
    CSingleton(){}
    ~CSingleton(){}
    CSingleton(const CSingleton&)                       = delete;
    CSingleton& operator=(const CSingleton&) = delete;

    static CSingleton* instance;
};

CSingleton* CSingleton::instance;

CSingleton* CSingleton::getInstance()
{
    if(nullptr == instance)
    {
      mtx.lock();
      if(nullptr == instance)
      {
            instance = new CSingleton();
      }
      mtx.unlock();
    }
    return instance;
}改进方法

在讨论改进方法时,我们还是倾向于利用C++的RAII机制,而不是手动去控制释放的时机。
内嵌回收类

我们的单例类对象生命周期的开始是在第一次调用时,结束是在程序结束时。
而且我们知道①静态成员变量的生命周期是从程序启动到结束②在静态成员变量被销毁时会调用其析构函数
因此我们可以在单例类中定义一个用于释放单例类资源的内嵌类,将其析构函数定义为显式删除单例对象的操作,然后在单例类中添加一个内嵌类类型的静态成员变量garbo。
这样的话,在程序结束时garbo就会被销毁,而RAII机制确保了在销毁时会调用内嵌类CGarbo的析构函数。
因为在~CGarbo()中delete了CSingleton::instance,所以~CSingleton()就会被调用,相关资源得以释放。
class CSingleton{public:    static CSingleton* getInstance();private:    CSingleton(){std::cout
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