单件模式，如何灵活应付单例的生命周期。

开始复习设计模式，第一个，单件模式。
我想我要写的东西太长了，于是我打算说我解决了什么问题，基础足够的同学请自行补脑。

单件模式 为解决复杂系统 只需要一个实例 的问题。但是没有提在C++里面怎么解决内存自动释放的问题。
我相信大多数人首先想到的C++实现都单纯的类似这样：

class Singleton 
{ 
public: 
~Singleton(){} 
static Singleton* Instance() 
{ 
   if (_instance == NULL) 
  { 
   _instance =  new Singleton(); 
  } 
   return _instance; 
} 
private: 
Singleton(){} 
static Singleton* _instance; 
}; 
Singleton* Singleton::_instance = NULL;

这个确实是单件模式了，但是它没有解决单例的生命周期问题，new出来的内存没有delete掉，那么这个对象的生命到底什么时候结束呢？
答案不是确定的，在不同的操作系统平台上又不同的情况。Unix下是进程消失时内存释放。

我们来解决这个问题 ，给它加一个清理器。嘿嘿！~~
为了更加通用，我打算用模板来实现，请看代码：

//  singleton.h
#ifndef __SINGLETON__
#define __SINGLETON__

#include 

template
class Singleton {
public:
     static T *instance(){
         if (_instance == nullptr) {  //clang++ c++11标准
            _instance =  new T;
             static Cleaner clr;   // 延迟单件模式的清理对象
             /*
              static Cleaner clr;这个声明，由于是静态成员，系统会在栈里分配内存，回收工作也就由系统自动完成了。
              */
        }
         return _instance;
    }
    
private:
    Singleton(){
    }
    Singleton( const Singleton &s){};
     void  operator=( const Singleton &rhs){};
     static T *_instance;
    
     class Cleaner { 
     public: 
        Cleaner(){
            std::cout<<"Singleton cleaner Construct"<         } 
        ~Cleaner(){
            std::cout<<"Singleton cleaner Deconstruct"<              if(Singleton::instance()) {
                delete Singleton::instance();
            }
        } 
    }; 
};
 
template T * Singleton::_instance = nullptr;
 
#endif

那么我们来使用一下：

#include 
#include "singleton.h"

typedef  class aClass{
     // 整个函数可以注释掉
public:
     void Print( const  char* str){ 
        std::cout << "aClass print:" << str;
        std::cout<<", my address is " <<  this << std::endl;
    }
    ~aClass(){
        std::cout<<"aClass Deonstruct"<// 可以注释
    }
    aClass(){
        std::cout<<"aClass Construct"<// 可以注释
    }
}aClass;

void f(){
    Singleton::instance()->Print("print 1"); 
    Singleton::instance()->Print("print 2");
}

int main(){
    f();
     return 0;
}

这样解决了单件模式自动释放的问题。
原理是什么呢？
在instance中， static Cleaner clr; 这个声明，由于是静态成员，系统会在栈里分配内存，回收工作也就由系统自动完成了。

有时候我们要考虑单件在整个软件系统中的释放顺序，因此，
如果您还有兴趣，我们可以看一下这个单例的释放究竟是在什么时候：

#include 
#include "singleton.h"

typedef  class aClass{
     // 整个函数可以注释掉
public:
     void Print( const  char* str){ 
        std::cout << "aClass print:" << str;
        std::cout<<", my address is " <<  this << std::endl;
    }
    ~aClass(){
        std::cout<<"aClass Deonstruct"<// 可以注释
    }
    aClass(){
        std::cout<<"aClass Construct"<// 可以注释
    }
}aClass;

void f(){
    Singleton::instance()->Print("print 1"); 
    Singleton::instance()->Print("print 2");
}

class bClass{
public:
    bClass(){
        std::cout<<"bClass Construct"<     }
    ~bClass(){
        std::cout<<"bClass Deconstruct"<     }
}globalObject;

class cClass{
public:
    cClass(){
        std::cout<<"cClass Construct"<     }
    ~cClass(){
        std::cout<<"cClass Deconstruct"<     }
};

int main(){
    cClass c;
    
    f();
    
    Singleton::instance()->Print("print 2");
    
     return 0;
}

根据在MAC下的控制台的输出结果：

clang++ -std=c++1y main.cpp && ./a.out

bClass Construct

cClass Construct

aClass Construct

Singleton cleaner construct

aClass print:print 1, my address is 0x7f923ac000e0

aClass print:print 2, my address is 0x7f923ac000e0

aClass print:print 2, my address is 0x7f923ac000e0

cClass Deconstruct

Singleton cleaner deconstruct

aClass Deonstruct

bClass Deconstruct

我们可以看出，这个单件模式的实例的释放时机为：在main退出之后，在全局对象析构之前。（也就是说它的释放时机是和系统的栈内存一样的。）

最后有人会问，你这个没有考虑多线程下的问题。
是的，不过这也简单，我们为instance函数添加互斥条件就可以了。多线程的例子，我在后面在写。

谢谢参观！