实现单例模式C++版本

还是先看最简单的C++单例模式

class CSingleton
{
private:
	CSingleton(){}
	static CSingleton *pInstance;

public:
	static CSingleton* getInstance()
	{
		if(pInstance == NULL)
		{
			pInstance = new CSingleton();
		}
		return pInstance;
	}
};

　　大多数时候，这样的实现都不会出现问题。有经验的读者可能会问，m_pInstance指向的空间什么时候释放呢？更严重的问题是，该实例的析构函数什么时候执行？
如果在类的析构行为中有必须的操作，比如关闭文件，释放外部资源，那么上面的代码无法实现这个要求。我们需要一种方法，正常的删除该实例。
可以在程序结束时调用GetInstance()，并对返回的指针掉用delete操作。这样做可以实现功能，但不仅很丑陋，而且容易出错。因为这样的附加代码很容易被忘记，而且也很难保证在delete之后，没有代码再调用GetInstance函数。
一个妥善的方法是让这个类自己知道在合适的时候把自己删除，或者说把删除自己的操作挂在操作系统中的某个合适的点上，使其在恰当的时候被自动执行。

我们知道，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。

class CSingleton
{
private:
	CSingleton(){}
	static CSingleton *pInstance;

	class CGarbo//它的唯一工作就是在析构函数中删除CSingleton的实例
	{
	public:
		~CGarbo()
		{
			if(pInstance)
			{
				delete pInstance;
			}
		}
	};
	static CGarbo garbo;//定义一个静态成员变量，程序结束时，系统会自动调用它的析构函数

public:
	static CSingleton* getInstance()
	{
		if(pInstance == NULL)//判断是否第一次调用
		{
			pInstance = new CSingleton()
		}

		return pInstance;
	}
};

类CGarbo被定义为CSingleton的私有内嵌类，以防该类被在其他地方滥用。
程序运行结束时，系统会调用CSingleton的静态成员Garbo的析构函数，该析构函数会删除单例的唯一实例。
使用这种方法释放单例对象有以下特征：
在单例类内部定义专有的嵌套类；
在单例类内定义私有的专门用于释放的静态成员；
利用程序在结束时析构全局变量的特性，选择最终的释放时机；
使用单例的代码不需要任何操作，不必关心对象的释放。

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使用局部静态变量，非常强大的方法，完全实现了单例的特性，而且代码量更少，也不用担心单例销毁的问题。
但使用此种方法也会出现问题，当如下方法使用单例时问题来了，
Singleton singleton = Singleton :: GetInstance();
这么做就出现了一个类拷贝的问题，这就违背了单例的特性。产生这个问题原因在于：编译器会为类生成一个默认的构造函数，来支持类的拷贝。

最后没有办法，我们要禁止类拷贝和类赋值，禁止程序员用这种方式来使用单例。

class CSingleton
{
private:
    CSingleton()   //构造函数是私有的
    {
    }
    CSingleton(const CSingleton &);
    CSingleton & operator = (const CSingleton &);
public:
    static CSingleton & GetInstance()
    {
        static CSingleton instance;   //局部静态变量
        return instance;
    }
};

　　这时的拷贝构造函数和赋值拷贝构造函数需要声明成私有的，并且只声明不实现。这样，如果在外部通过构造函数、拷贝构造函数、赋值拷贝构造函数等新建实例都会产生编译器错误。如果类的成员函数或者友元函数创建实例会引起连接器的错误。

到这里还是单线程的模式，如果想在多线程下运行，还必须想上一篇C#版本的单例模式一样，利用同步锁。

Singleton* Singleton::Instantialize()
{
    if(pInstance == NULL)
    {   //double check
        Lock lock(cs);           //用lock实现线程安全，用资源管理类，实现异常安全
        //使用资源管理类，在抛出异常的时候，资源管理类对象会被析构，析构总是发生的无论是因为异常抛出还是语句块结束。
        if(pInstance == NULL)
        {
            pInstance = new Singleton();
        }
    }
    return pInstance;
}