Каково время жизни статической переменной в функции C++?

Время жизни переменных функции static начинается, когда ^[0] поток программы впервые встречает объявление, и заканчивается при завершении программы. Это означает, что среда выполнения должна вести бухгалтерский учет, чтобы разрушить ее, только если она действительно была построена.

Кроме того, поскольку в стандарте говорится, что деструкторы статических объектов должны выполняться в порядке, обратном завершению их построения ^[1], а порядок построения может зависеть от конкретного запуска программы, порядок построения должен быть принят во внимание.

Пример

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);
}

Выход:

C:>sample.exe
Created in foo
Destroyed in foo

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

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

[0] Поскольку C++ 98^[2] не имеет ссылки на несколько потоков, как это будет вести себя в многопоточной среде, не указано и может быть проблематичным, как упоминает Родди.

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

[2] В C++ 11 статика инициализируется поточно-безопасным способом, это также известно как Магическая статика.

Мотти прав насчет порядка, но есть еще кое-что, что следует учитывать:

Компиляторы обычно используют скрытую переменную флага, чтобы указать, была ли локальная статика уже инициализирована, и этот флаг проверяется при каждой записи функции. Очевидно, это небольшой удар по производительности, но больше беспокоит то, что потокобезопасность этого флага не гарантируется.

Если у вас есть локальная статика, как указано выше, и foo вызывается из нескольких потоков, у вас могут быть условия гонки, вызывающие неправильную или даже многократную инициализацию plonk. Кроме того, в этом случае plonk может быть разрушен потоком, отличным от того, который его создал.

Несмотря на то, что говорится в стандарте, я бы очень осторожно относился к фактическому порядку локального статического разрушения, потому что возможно, что вы можете невольно полагаться на статическое состояние, которое остается действительным после его уничтожения, и это действительно сложно отследить.

FWIW, Codegear C++ Builder не выполняет деструкцию в ожидаемом порядке согласно стандарту.

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

... что является еще одной причиной не полагаться на приказ об уничтожении!

Существующие объяснения на самом деле не полны без фактического правила из Стандарта, найденного в 6.7:

The zero-initialization of all block-scope variables with static storage duration or thread storage duration is performed before any other initialization takes place. Constant initialization of a block-scope entity with static storage duration, if applicable, is performed before its block is first entered. An implementation is permitted to perform early initialization of other block-scope variables with static or thread storage duration under the same conditions that an implementation is permitted to statically initialize a variable with static or thread storage duration in namespace scope. Otherwise such a variable is initialized the first time control passes through its declaration; such a variable is considered initialized upon the completion of its initialization. If the initialization exits by throwing an exception, the initialization is not complete, so it will be tried again the next time control enters the declaration. If control enters the declaration concurrently while the variable is being initialized, the concurrent execution shall wait for completion of the initialization. If control re-enters the declaration recursively while the variable is being initialized, the behavior is undefined.

Статические переменные вступают в игру после запуск программы и остаются доступными до завершения выполнения программы.

Статические переменные создаются в Сегмент данных в памяти.