单例模式通过局部静态变量实现线程安全且生命周期可控,C++11起推荐此法,代码简洁高效。

单例模式确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点。在C++中实现线程安全、生命周期可控的单例模式,需要考虑构造安全、多线程竞争和资源释放等问题。
懒汉模式 + 双重检查锁定(C++11及以上推荐)
这种写法延迟初始化,同时利用C++11的静态局部变量特性保证线程安全。
优点:简洁、高效、自动管理生命周期。
关键点:C++11标准规定局部静态变量的初始化是线程安全的。
代码示例:
class Singleton {public: static Singleton& getInstance() { static Singleton instance; // C++11 线程安全 return instance; }Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
private:Singleton() = default;~Singleton() = default;};
手动加锁实现(适用于旧标准)
如果使用C++98或需要更精细控制,可用互斥锁配合双重检查。
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说明:第一次检查避免每次加锁,第二次检查确保唯一性。
#includeclass Singleton {private:static Singleton* instance;static std::mutex mtx;
Singleton() = default;
public:static Singleton* getInstance() {if (instance == nullptr) { // 第一次检查std::lock_guard lock(mtx);if (instance == nullptr) { // 第二次检查instance = new Singleton();}}return instance;}
Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
};// 静态成员定义Singleton* Singleton::instance = nullptr;std::mutex Singleton::mtx;
饿汉模式(进程启动即创建)
在程序加载时就创建实例,天然避免多线程问题。
适合能接受提前初始化的场景,无延迟但可能浪费资源。
class Singleton {private: static Singleton instance;Singleton() = default;
public:static Singleton& getInstance() {return instance;}
Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
};
// 全局初始化Singleton Singleton::instance;
智能指针 + 自定义删除器(防止析构问题)
若使用动态分配并希望自动回收,可结合std::shared_ptr和自定义删除器。
#include #includeclass Singleton {private:static std::shared_ptr instance;static std::mutex mtx;
Singleton() = default;
public:static std::shared_ptr getInstance() {if (!instance) {std::lock_guard lock(mtx);if (!instance) {instance = std::shared_ptr(new Singleton(), [](Singleton* p) {// 自定义删除器,防止多次deletedelete p;});}}return instance;}};
std::shared_ptr Singleton::instance = nullptr;
基本上就这些。现代C++推荐使用局部静态变量方式,简单又安全。注意禁用拷贝构造和赋值操作,避免意外复制。不复杂但容易忽略细节。
以上就是C++如何实现一个单例模式_C++单例设计模式的安全实现方式的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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