静态字段的析构函数。单例实现

Question

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？

Answer 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！

Answer 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

Answer 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。