singleton的内存泄漏及线程安全性问题

原文链接：

http://patmusing.blog.163.com/blog/static/135834960201002322226231/

一、最简单的实现方式

// Singleton.h

// C++：最简单的方式实现Singleton设计模式

#pragma once
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

class Singleton
{
private:
	Singleton()                                            // private构造函数
	{
		cout << "Singleton::Constructor" << endl;
	}


	static Singleton* sg;                             // 私有静态变量，其类型为Singleton*
	// 形如Singleton sg;这样的声明会出编译时错误
public:
	static Singleton* getInstance()           // public成员函数getInstance()
	{
		cout << "Singleton::getInstance" << endl;
		if(!sg)
		{
			sg = new Singleton();           // (1)在这个地方new了一个对象，但是在什么地方delete呢？
		}
		return sg;
	}

};

#include "stdafx.h"

#include "Singleton.h"

// 用下面的方式对静态私有成员变量sg进行初始化，此时sg不指向任何对象
Singleton* Singleton::sg = 0;
int main(void)
{
	Singleton *sg = Singleton::getInstance();
	return 0;
}

语句(1)中new了一个对象，但没有被delete，因此肯定会造成内存泄漏。

二、使用auto_ptr来解决内存泄漏问题

// Singleton.h

#include <memory>

#include <string>

#include <iostream>

using namespace std;

// C++：使用auto_ptr实现Singleton设计模式
class Singleton
{
private:
	Singleton()	// private构造函数
	{
		cout << "Singleton::Constructor" << endl;
	}
	// 私有静态变量，其类型为auto_ptr<Singleton>
	static auto_ptr<Singleton> sg;
public:
	// public成员函数getInstance()
	static auto_ptr<Singleton> getInstance()
	// 返回类型为auto_ptr<Singleton>
	{
		cout << "Singleton::getInstance" << endl;
		if(!sg.get())	// 判断sg所指的对象是否为空
		{
			// 此处不能直接写成auto_ptr<Singleton> sg(new Singleton);
			auto_ptr<Singleton> temp(new Singleton);
			sg = temp;                                              
		}
		return sg;
	}
};

#include "stdafx.h"

// Singleton.cpp：测试Singleton的代码
#include "Singleton.h"
// 用下面的方式对静态私有成员变量sg进行初始化，此时sg不指向任何对象
auto_ptr<Singleton> Singleton::sg;

int main(void)
{
	// singleton就是我们需要的对象
	auto_ptr<Singleton> singleton(Singleton::getInstance());
	return 0;
}

三、基于模块的方法实现：

进一步地，我们还可以将Singleton类，写成模板类，这样就可以更加灵活了。为此，我们另外增加一个类Student用来测试，Singleton模板类。

//Singleton.h

#include <memory>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;


class Student
{
public:
	Student(const string name = "Andrew", const int age = 7) : name(name), age(age)
	{
		cout << "constructor..." << endl;
	}
	void print_info() const
	{
		cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << endl;
	}

private:
	string name;
	int age;

};



// Singleton模板类

template<typename T>

class Singleton
{
private:
	Singleton()	// private构造函数
	{
		cout << "Singleton::Constructor" << endl;
	}


	static auto_ptr<T> sg;	// 私有静态变量，其类型为auto_ptr<T>

public:
	static auto_ptr<T> getInstance()	// public成员函数getInstance()
	{	// 返回类型为auto_ptr<T>
		cout << "Singleton::getInstance" << endl;
		if(!sg.get())	// 判断sg所指的对象是否为空
		{
			// 此处不能直接写成auto_ptr<T> sg(new T);
			auto_ptr<T> temp(new T);         
			sg = temp;                                              
		}
		return sg;
	}
};

// Singleton.cpp 测试代码
#include "stdafx.h"
#include "Singleton.h"

// 用下面的方式对静态私有成员变量sg进行初始化，此时sg不指向任何对象

auto_ptr<Student> Singleton<Student>::sg;
int main(void)
{
	auto_ptr<Student> singleton(Singleton<Student>::getInstance());
	singleton->print_info();
	return 0;
}