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 <iostream>

template<typename T>
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"<<std::endl;
        }
        ~Cleaner(){
            std::cout<<"Singleton cleaner Deconstruct"<<std::endl;
             if(Singleton<T>::instance()) {
                delete Singleton::instance();
            }
        }
    };
};

template<typename T> T * Singleton<T>::_instance = nullptr;

#endif

那么我们来使用一下：

#include <iostream>
#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"<<std::endl;   // 可以注释
    }
    aClass(){
        std::cout<<"aClass Construct"<<std::endl;   // 可以注释
    }
}aClass;

void f(){
    Singleton<aClass >::instance()->Print("print 1");
    Singleton<aClass >::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 <vector>
#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"<<std::endl;   // 可以注释
    }
    aClass(){
        std::cout<<"aClass Construct"<<std::endl;   // 可以注释
    }
}aClass;

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

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

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

int main(){
    cClass c;

    f();

    Singleton<aClass >::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

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。

谢谢参观！

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