具有静态成员的类包含 C++ 中的静态成员答案

【问题标题】：Classes with static members containing static members in C++具有静态成员的类包含 C++ 中的静态成员
【发布时间】：2012-11-24 16:51:48
【问题描述】：

我有一个包含静态成员“obj”的类。静态类成员 obj 本身包含一个静态成员（恰好是互斥类型的类）。

现在，当我的程序终止时，它会崩溃。当静态对象“obj”被破坏时，就会发生这种情况。 'obj' 的析构函数调用它的静态成员（我自己的互斥锁类型遵循 RAII 习语来破坏底层的低级对象）。不幸的是，这个成员碰巧已经被销毁了，因为静态对象的初始化顺序（->相反的析构函数顺序）是未定义的。

如何干净地生存下来？我很惊讶这种情况并没有更频繁地发生。一般来说，拥有静态的非 POD 成员似乎非常危险。尤其是如果您不太了解它们的内部结构。

【问题讨论】：

说真的，只是重新设计没有任何静态...除了拥有一个全局互斥锁是一个非常糟糕的想法。
一些源代码 sn-ps 会有所帮助。
@ybungalobill 如果不使用另一个互斥锁，您如何保护互斥锁的创建？在这个链中的某个时刻，您可能需要一个全局互斥锁。（我知道，在开始线程之前创建所有需要的互斥锁会更干净。但在某些情况下，这违背了封装。）
互斥体被封装在类中，用于使类线程安全。为了保护所有实例，它必须是 static ='global'。这些实例共享一些共同的项目。谢谢大家的cmets！我想作为第一个治疗方法，我使包含互斥锁的类成员成为非静态的，并在这种情况下支付少量罚款以生成更多实例。然后我检查应该移动到单例。

标签： c++ static destruction

【解决方案1】：

如果您将它们设为static 在函数内部，那么您将根据谁首先调用该函数来对它们的生命周期进行排序。这就是单例的实现方式。

foo& get_foo() {
  static foo instance;
  return instance;
}

bar& get_bar() {
  static bar instance;
  return instance;
}

不过，你最好避免静态。

【讨论】：

【解决方案2】：

这是避免动态分配时的常见问题。

我避免这个问题的方法是遵循“静态类”的模式——通常静态数据属于没有静态数据的实例的“管理器”类。然后在显式“初始化”调用中处理静态数据初始化，并在仅具有静态数据和静态成员函数的管理器类上显式“关闭”调用处理破坏。

您可能必须使用 new 或 delete 并明确说明您在做什么 - 从这个意义上说，您否定了自动机制为您工作的优势，但作为交换，您可以获得可靠且易于调试的初始化和关闭例程.

这种方法本质上创建了一个单例，因此没有管理器类的实例 - 基本上是静态数据的负载和一些具有类语法的 C 函数，提供封装的好处（例如，私有成员不能在类外部访问)

这在许多情况下对编译器也很友好，因为它知道所有数据在哪里以及如何处理它

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您需要静态对象使用的对象，请在构造函数或析构函数，通常最好使用单例模式的变化。这解决了顺序初始化问题，如果你做对了，对象会永远不会被破坏，所以不应该有破坏的顺序也有问题。

因为您的应用程序显然是多线程的（因为您有互斥体），您应该采取通常的预防措施来使对象线程安全，通过确保在进入之前进行初始化主要的。基本思想是这样的：

template <typename T, char const* id>
class StaticInstanceWrapper
{
    static T* myObject;
public:
    static T& instance();
};

template <typename T, char const* id>
T* StaticInstanceWrapper<T, char const* id>::myObject =
        &StaticInstanceWrapper<T>::instance();

template <typename T, char const* id>
T& StaticInstanceWrapper<T>::instance()
{
    if ( myObject == NULL ) {
        myObject = new T;
    }
    return *myObject;
}

然后您将静态对象定义为static StaticInstanceWrapper<Whatever> obj;，并将其访问为 obj.instance().someFunction()，而不仅仅是 obj.someFunction()（不会编译，因为 obj 不会有一个someFunction() 成员）。

请注意，StaticInstanceWrapper 的每个实例都有一个不同的类型，所以有唯一的静态成员，你必须强制模板的单独实例化。这就是为什么我们 hae id 模板参数；这个论点的类型可以实际上是任何东西，只要每个实例都有一个唯一标识符。在实践中，我可能会使用宏定义，大致如下：

#define DEFINE_STATIC_INSTANCE_WRAPPER(type, name) \
char const PASTE(name, _Identifier)[] = STRINGIZE(name); \
StaticInstanceWrapper<type, PASTE(name, _Identifier)> name

这确保了每个实例都有一个唯一的 ID。（如果你想为了变得更漂亮，你也可以加入__LINENO__，但是因为无论如何名称必须在范围内是唯一的，我怀疑这是必要的。）

【讨论】：