最近写完项目,正是一波总结的时候。项目中用到了大量的单例模式,然而本以为写的轻车熟路的代码,结果却问题重重,单例模式如何析构?单例模式中如何保证线程安全?如何加锁?锁要封装成单例类嘛?这个单例类构造出1个对象会不会有问题?阻塞住会不会后面上锁的功能无法正常使用?还是锁不用单例模式封装?构造锁的对象时加static??......

不测试不知道,一测试一堆问题需要解决,好,从头开始看。

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如何写单例模式?

《设计模式》一书中给出了一种很不错的实现,定义一个单例类,使用类的私有静态指针变量指向类的唯一实例,并用一个公有的静态方法获取该实例。

随便找一个项目中的单例模式的代码片段:

(看了很多博客才知道,原来这个叫:双检锁保证线程安全的懒汉式单例模式)

所谓双重检查加锁机制,指的是:并不是每次进入getInstance方法都需要同步,而是先不
同步,进入方法过后,先检查实例是否存在,如果不存在才进入下面的同步块,这是第一重
检查。进入同步块过后,再次检查实例是否存在,如果不存在,就在同步的情况下创建一个
实例,这是第二重检查。这样一来,就只需要同步一次了,从而减少了多次在同步情况下进
行判断所浪费的时间。

单例模式的特点总结起来就是:

1.构造函数放在私有 :这样外界就不可以访问构造函数,保证单个对象创建

2.私有的静态类指针指向类的唯一实例,在类外声明:static成员存放于内存中,静态数据成员被当作是类的成员,在类中只有一份;静态数据成员定义时要分配空间,所以不能在类声明中定义。应该在类外定义

3.共有的静态方法去获得访问实例:静态方法为类的全部服务。

class Server
public:
	static Server* getServer(string ip,unsigned short port)
		if(NULL == _instance)
            pthread_mutex_lock(&mutex);
			if(NULL == _instance)
				_instance = new Server(ip,port);
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
		return _instance;
public:
    static pthread_mutex_t mutex;
private:
	Server(string ip,unsigned short port)
	     pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
	static Server* _instance;
Server* Server::_instance = NULL;
pthread_mutex_t Server::mutex;

写完后,想起一句话:一个new对应一个delete。

于是我想当然的在函数中加了析构函数:如下:

	~Server()
		delete _instance; 

程序运行时,崩溃,出现了core dump 

那么我们分析一下,什么是析构函数,其作用是什么?

1、析构函数名是在类名前加以符号“~”。 
2、析构函数没有参数、返回类型和修饰符。 
3、一个类中至多有一个析构函数,如果程序员没有定义析构函数,那么系统会自动地加入一个析构函数。 
4、不能显式地调用析构函数,而是由系统自动调用。(曾经我写了个程序exit函数,竟然主动调用析构,咳咳,真是。。。往事不堪回首。。。)

5.先构造的后析构,够构造的先析构.....(从大二念到毕业的一句话...)

析构函数什么时候被调用?

析构函数在下边3种情况时被调用:
1.对象生命周期结束,被销毁时;
2.delete指向对象的指针时,或delete指向对象的基类类型指针and其基类虚构函数是虚函数时;
3.对象i是对象o的成员,o的析构函数被调用时,对象i的析构函数也被调用

那么,就找到问题了

~Server()
    {
        delete _instance; 
    }

析构函数中delete _instance;_instance为类的唯一对象的指针,

delete指向对象的指针时会调用析构函数,那么这句代码会调用~Server(),~Server中又要delete对象的指针,则陷入无限递归,程序崩溃。

解决方法:

程序在结束的时候,系统会自动析构所有的全局变量。事实上,系统也会析构所有的类的静态成员变量,就像这些静态成员也是全局变量一样。利 用这个特征,我们可以在单例类中定义一个这样的静态成员变量,而它的唯一工作就是在析构函数中删除单例类的实例。如下面的代码中的Garbo类 (Garbo意为垃圾工人):

class Garbo //设置为私有防止外界访问
        {
            public:
                ~Garbo()//实际去析构new的单例对象
                {
                    if(ServerL::_instance != NULL)
                    {
                        deleteServerL::_instance;
                        ServerL::_instance = NULL;
                    }
                }
        };

 static Garbo garbo; //静态私有的嵌套类对象,防止被外界访问

最终这个单例模式的Server类为:

class Server
public:
	static Server* getServer(string ip,unsigned short port)
		if(NULL == _instance)
            pthread_mutex_lock(&mutex);
			if(NULL == _instance)
				_instance = new Server(ip,port);
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
		return _instance;
public:
    static pthread_mutex_t mutex;
private:
    class Garbo //设置为私有防止外界访问
     public:
          ~Garbo()//实际去析构new的单例对象
              if(ServerL::_instance != NULL)
                   deleteServerL::_instance;
                   ServerL::_instance = NULL;
     static Garbo garbo;
private:
	Server(string ip,unsigned short port)
	     pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
	static Server* _instance;
Server* Server::_instance = NULL;
pthread_mutex_t Server::mutex;
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