Jaki jest czas życia zmiennej statycznej w funkcji C++?

Question

Jeśli zmienna jest zadeklarowana jako static w zakresie funkcji, jest inicjowana tylko raz i zachowuje swoją wartość między wywołaniami funkcji. Czym dokładnie jest jego żywotność? Kiedy wywoływany jest jego konstruktor i destruktor?

void foo() 
{ 
    static string plonk = "When will I die?"; 
} 

---

PS: Dla tych, którzy chcą wiedzieć why I asked the question if I already knew the answer?

Answer 1

The żywotność funkcji static zmienne zaczyna po raz pierwszy ^[0] przepływ program napotka deklarację i kończy się w momencie zakończenia programu. Oznacza to, że czas działania musi prowadzić pewne czynności księgowe, aby je zniszczyć tylko wtedy, gdy został faktycznie skonstruowany. Dodatkowo, ponieważ norma mówi, że destruktory obiektów statycznych muszą działać w kolejności odwrotnej do zakończenia ich budowy ^[1], a kolejność budowy może zależeć od konkretnego przebiegu programu, kolejności budowy Należy wziąć pod uwagę.

Przykład

struct emitter { 
    string str; 
    emitter(const string& s) : str(s) { cout << "Created " << str; << endl; } 
    ~emitter() { cout << "Destroyed " << str << endl; } 
}; 

void foo(bool skip_first) 
{ 
    if (!skip_first) 
     static emitter a("in if"); 
    static emitter b("in foo"); 
} 

int main(int argc, char*[]) 
{ 
    foo(argc != 2); 
    if (argc == 3) 
     foo(false); 
} 

wyjściowa:

C:> Przykład.exe
Utworzony w foo
Zniszczony foo

C:> Przykład.exe 1
Utworzony jeśli
Utworzony w foo
zniszczone foo
zniszczone jeśli

C:> Przykład.exe 1 2
Utworzony w foo
Utworzony jeśli
zniszczone jeśli
zniszczone foo

[0] Od C++ 98^[2] nie ma odniesienia do wielu wątków, jak to będzie zachowywać się w środowisku wielowątkowym, nie jest określone i może być problematyczne, o czym wspomina już Roddy.

[1]C++ 98 sekcja 3.6.3.1[basic.start.term]

[2] C++ 11 statyki inicjowane są w bezpieczny sposób, gwintów, to jest również znane jako Magic Statics.

Answer 2

Motti ma rację co do kolejności, ale są też inne rzeczy do rozważenia:

Kompilatory zazwyczaj użyć zmiennej flag ukryty, aby wskazać, czy lokalne statyka już zainicjowany, a ta flaga jest sprawdzany na każdym wejściu do funkcji. Oczywiście jest to mały hit wydajnościowy, ale bardziej niepokojące jest to, że ta flaga nie ma gwarancji, że jest bezpieczna dla wątków.

Jeśli masz lokalną statystykę jak powyżej, a "foo" jest wywoływane z wielu wątków, możesz mieć warunki wyścigu, które powodują, że 'plonk' zostanie zainicjalizowany niepoprawnie, a nawet wiele razy. Również w tym przypadku "plon" może zostać zniszczony przez inny wątek niż ten, który go skonstruował.

Pomimo tego, co standard mówi, byłbym bardzo ostrożny wobec rzeczywistej kolejności lokalnego statycznego zniszczenia, ponieważ możliwe jest, że możesz nieświadomie polegać na statycznej wciąż ważnej po jej zniszczeniu, a to jest naprawdę trudne wyśledzić.

Answer 3

FWIW, Codegear C++ Builder nie ulega zniszczeniu w oczekiwanej kolejności zgodnie ze standardem.

C:\> sample.exe 1 2 
Created in foo 
Created in if 
Destroyed in foo 
Destroyed in if 

... co jest kolejnym powodem, dla którego nie można polegać na nakazie zniszczenia!

Answer 4

istniejącego wyjaśnienia nie są naprawdę kompletna bez rzeczywistego reguły od standardu, znalezionych w 6.7:

zero-inicjalizacji wszystkich zmiennych blok-scope ze statycznym czas trwania składowania lub magazynowania wątku jest wykonywane przed rozpoczęciem dowolnej innej inicjalizacji. Stała inicjalizacja jednostki zakresu blokowego z czasem trwania statycznego przechowywania, jeśli ma zastosowanie, jest wykonywana przed jej pierwszym wprowadzeniem. Implementacja jest dozwolona do przeprowadzenia wczesnej inicjalizacji innych zmiennych o zakresie bloków z czasem trwania pamięci statycznej lub wątku w tych samych warunkach, w których implementacja jest dozwolona do statycznego zainicjowania zmiennej z czasem statycznym lub wątku w obszarze przestrzeni nazw. W przeciwnym razie inicjalizowana jest taka zmienna, gdy kontrola po raz pierwszy przechodzi przez deklarację; taka zmienna jest uważana za zainicjalizowaną po zakończeniu jej inicjalizacji. Jeśli inicjowanie zakończy się przez wyrzucenie wyjątku, inicjalizacja nie jest kompletna, więc zostanie wypróbowana ponownie, gdy następna kontrola przejdzie do deklaracji. Jeżeli sterowanie wprowadza deklarację jednocześnie podczas inicjalizacji zmiennej, to wykonanie współbieżne powinno czekać na zakończenie inicjalizacji. Jeśli sterowanie ponownie wraca do deklaracji rekurencyjnie podczas inicjalizacji zmiennej, zachowanie jest niezdefiniowane.