C++ 線程安全的單例模式

流水晨香 2016-10-07

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廢話不多說，常用的代碼積淀下來。

一、懶漢模式：即第一次調用該類實例的時候才產生一個新的該類實例，并在以后僅返回此實例。

需要用鎖，來保證其線程安全性：原因：多個線程可能進入判斷是否已經存在實例的if語句，從而non thread safety.

使用double-check來保證thread safety.但是如果處理大量數(shù)據時，該鎖才成為嚴重的性能瓶頸。

1、靜態(tài)成員實例的懶漢模式：

 1 class Singleton
 2 {
 3 private:
 4     static Singleton* m_instance;
 5     Singleton(){}
 6 public:
 7     static Singleton* getInstance();
 8 };
 9 
10 Singleton* Singleton::getInstance()
11 {
12     if(NULL == m_instance)
13     {
14         Lock();//借用其它類來實現(xiàn)，如boost
15         if(NULL == m_instance)
16         {
17             m_instance = new Singleton;
18         }
19         UnLock();
20     }
21     return m_instance;
22 }

2、內部靜態(tài)實例的懶漢模式

這里需要注意的是，C++0X以后，要求編譯器保證內部靜態(tài)變量的線程安全性，可以不加鎖。但C++ 0X以前，仍需要加鎖。

 1 class SingletonInside
 2 {
 3 private:
 4     SingletonInside(){}
 5 public:
 6     static SingletonInside* getInstance()
 7     {
 8         Lock(); // not needed after C++0x
 9         static SingletonInside instance;
10         UnLock(); // not needed after C++0x
11         return instance; 
12     }
13 };

二、餓漢模式：即無論是否調用該類的實例，在程序開始時就會產生一個該類的實例，并在以后僅返回此實例。

由靜態(tài)初始化實例保證其線程安全性，WHY？因為靜態(tài)實例初始化在程序開始時進入主函數(shù)之前就由主線程以單線程方式完成了初始化，不必擔心多線程問題。

故在性能需求較高時，應使用這種模式，避免頻繁的鎖爭奪。

 1 class SingletonStatic
 2 {
 3 private:
 4     static const SingletonStatic* m_instance;
 5     SingletonStatic(){}
 6 public:
 7     static const SingletonStatic* getInstance()
 8     {
 9         return m_instance;
10     }
11 };
12 
13 //外部初始化 before invoke main
14 const SingletonStatic* SingletonStatic::m_instance = new SingletonStatic;