单例的 RAII答案

【问题标题】：RAII for singleton单例的 RAII
【发布时间】：2012-10-31 23:01:01
【问题描述】：

我有一个单例类，它的实例在类的 CPP 文件中的全局范围内初始化：

Singleton* Singleton::uniqueInstance = new Singleton();

它的头文件看起来像：

class Singleton {
public:
    static Singleton& getInstance() { return *uniqueInstance; }
    static bool destroyInstance() { delete uniqueInstance; }

private:
    //...
    //... typical singleton stuff
    static Singleton* uniqueInstance;
}; // end of class Singleton

我注意到它的析构函数在程序终止期间没有被执行，因此我添加了一个公共静态接口Singleton::destroyInstance()，以便在程序退出之前由客户端代码手动调用，例如删除。这个 sn-p 不是完整的代码，假设还有其他代码处理线程安全问题。在这种情况下，我怎样才能利用 RAII 来消除引入这样一个接口的需要呢？感谢您的建议。

【问题讨论】：

标签： c++ design-patterns singleton

【解决方案1】：

不会自动调用析构函数，因为全局对象是一个指针，而不是对象本身。如果你要这样声明全局对象：

Singleton Singleton::uniqueInstance();

然后会自动调用析构函数。但是，您将无法准确控制何时调用构造函数和析构函数（与其他全局对象的构造和销毁相关）。如果这对您不重要，那么您可以使用上述方法。

【讨论】：

嗨，格雷格，我不太明白代码。您的意思是在单例模式上使用常规全局对象吗？
是的，如果您希望自动调用对象析构函数，那么您必须使用常规的全局对象。此外，单例“模式”并不是真正的模式，它主要只是一个如何编写模式的示例。
尽管他发表了评论，但我认为 Greg 在他的原始答案中并不是在谈论常规的全局对象。您仍然可以使用这种单例模式，但只需将使用指针更改为使用类的常规实例即可。

【解决方案2】：

单例很容易创建，除非您处于多线程环境中。如果可以，您需要确保只有一个线程试图创建您的单例（并因此销毁它）。一旦创建，它就可以被多个线程同时使用......尽管这可能不是处理这个问题的最佳方式。

无论如何，一个非常简单的选择是：

class MySingleton
{
public:
  static MySingleton& Intance() { static MySingleton M_Instance; return M_Instance; }
private:
  MySingleton() {}
};

只要您不使用 MI 并且在全局销毁期间不使用单例，它就可以正常工作。此外，它至少不适用于 VC2003（用于为每个调用该方法的库实例化一个单例......），我不知道更新的版本，我们已经停止在 Windows 上编译了一段时间。

现在，如果您想真正了解有关 Singleton 的更多信息：

实例化和销毁问题
终生变化
线程安全

Alexandrescu 在Modern C++ Design 的整章中专注于此，如果您无法访问这本书，您仍然可以阅读Loki 中的反思产生的代码。

此外，您可以简单地使用其他设计方法。单例可能会使测试变得困难，支持依赖注入的人对此有过有趣的想法。看看Misko Hevery blog entry。

【讨论】：

您忘记将 Instance 声明为静态成员
哎呀，我傻了 :x 猜猜这就是我们应该尝试编译示例的原因:)
将实例声明为本地静态对象适用于 MinGW。 :) 我没有 VC2003，所以无法测试。
这被称为“Meyers Singleton”，根据 C++11（以及 C++11 之前的 GCC）的定义，它实际上是线程安全的。

【解决方案3】：

单例最常见（通常也是最好的）变体是“泄漏单例”——即根本不尝试清理实例的变体。除非在相当不寻常的情况下，这不是真正的问题，因为只有一个实例被泄露，并且在执行其他任何操作时，该实例无论如何都需要存在。

如果你真的觉得有必要清理实例，一种效果相当好的方法（尽管它也有一些问题）是使用atexit() 注册一个销毁实例的函数。

【讨论】：

需要刷新和关闭在析构函数中写入的文件。 :( atexit()...当我读到凤凰单例时，它让我想起了一个乏味的问题。:P

【解决方案4】：

由于您打算使用 RAII，我假设您希望在退出本地范围时销毁单例。如果是这样，我想知道你为什么要使用单例。根据定义，单例应该是全局的，因此在整个执行期间都是活着的。也许在这里，常规的、基于实例的方法更适合您。

【讨论】：

换一种方式...我正在尝试修复现有的单例代码。老实说，我不太确定 RAII 是否可以帮助解决上述问题。

【解决方案5】：

对于单例模式，请确保您像这样定义私有构造函数，以防止客户端创建许多对象：

class Singleton {
public:
    static Singleton& getInstance() { 

      if(!uniqueInstance)
         uniqueInstance = new Singleton();

      return *uniqueInstance; 
    }

    static bool destroyInstance() { delete uniqueInstance; }

private:
    Singleton() { }; //  
    static Singleton* uniqueInstance;
};

Singleton* Singleton::uniqueInstance(NULL);

【讨论】：

【解决方案6】：

您有两种解决方案：

你的对象可以在“main”之前构造

...然后将其设为全局对象：

// header
class Singleton {
public:
   static Singleton& getInstance() ;
   // ...

private:
    //...
}; // end of class

.

// source
Singleton g_singleton ;

Singleton& Singleton::getInstance()
{
    return g_singleton ;
}

正如您提到的“在全局范围内初始化”，我想这就是您想要的。

你的对象必须在“main”之后构造

...然后将其放入智能指针中：

// header
class Singleton {
public:
    static Singleton& getInstance()
    {
        if(uniqueInstance.get() == 0)
        {
           uniqueInstance.reset(new Singleton()) ;
        }

        return *uniqueInstance;
    }

    private:
    //...
    //... typical singleton stuff
    static std::auto_ptr<Singleton> uniqueInstance;
}; // end of class Singleton

.

// source
std::auto_ptr<Singleton> Singleton::uniqueInstance ;

因此，实例将在第一次使用时创建，然后在执行结束时被智能指针的析构函数销毁。

尽管如此，您仍然有创建多线程访问的问题。这就是为什么我更喜欢第一种解决方案。

【讨论】：