Meyers单例模式是C++推荐写法,利用局部静态变量实现线程安全的懒加载,代码简洁且自动管理生命周期,适用于大多数场景。

单例模式确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。在 C++ 中,实现单例模式需要考虑线程安全、构造顺序、资源释放等问题。下面介绍几种常见的 C++ 单例写法,并分析其优缺点。
1. 懒汉模式(懒加载 + 局部静态变量)
C++11 及以后标准推荐写法:
利用函数内部的局部静态变量具有“延迟初始化”和线程安全特性(C++11 起保证):
class Singleton {public: static Singleton& getInstance() { static Singleton instance; // 线程安全,只初始化一次 return instance; }Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
private:Singleton() = default;~Singleton() = default;};
优点:线程安全(C++11 起)自动管理生命周期,无需手动 delete代码简洁,易于理解缺点:析构顺序不可控,若其他全局对象依赖该单例,可能出问题
2. 饿汉模式(程序启动时创建)
通过全局或静态变量提前构造单例,避免多线程竞争:
class Singleton {public: static Singleton& getInstance() { return instance; }Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
private:Singleton() = default;~Singleton() = default;
static Singleton instance; // 程序启动时构造
};
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// 定义静态成员Singleton Singleton::instance;
优点:线程安全(构造发生在 main 之前)无懒加载开销缺点:不能延迟加载,即使不用也会构造构造函数中若调用其他未初始化的全局对象,可能导致未定义行为
3. 懒汉模式(加锁 + 指针)
动态分配内存,配合互斥锁实现线程安全的懒加载:
#includeclass Singleton {public:static Singleton* getInstance() {if (instance == nullptr) { // 双重检查锁定std::lockguard lock(mutex);if (instance == nullptr) {instance = new Singleton();}}return instance;}
Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
private:Singleton() = default;~Singleton() = default;
static Singleton* instance;static std::mutex mutex_;
};
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// 静态成员定义Singleton* Singleton::instance = nullptr;std::mutex Singleton::mutex_;
优点:真正实现延迟加载控制构造时机缺点:需手动管理内存(可用智能指针改进)性能略低(每次调用都要判断锁)容易出错(如忘记加锁)
4. 使用智能指针改进懒汉模式
结合 unique_ptr 或 shared_ptr 自动释放资源:
#include #includeclass Singleton {public:static Singleton* getInstance() {if (instance == nullptr) {std::lockguard lock(mutex);if (instance == nullptr) {instance.reset(new Singleton());}}return instance.get();}
Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
private:Singleton() = default;~Singleton() = default;
static std::unique_ptr instance;static std::mutex mutex_;
};
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std::uniqueptr Singleton::instance = nullptr;std::mutex Singleton::mutex;
注意: 此写法仍需手动调用 reset,且无法完全避免多次 new/delete。
5. Meyers 单例(推荐)
即第一种“局部静态变量”写法,也称为 Scott Meyers 单例,是现代 C++ 最常用方式:
class Singleton {public: static Singleton& getInstance() { static Singleton instance; return instance; }private:Singleton();~Singleton();Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;};
关键点:C++11 标准保证局部静态变量初始化是线程安全的编译器自动生成析构函数调用(atexit)适用于大多数场景
基本上就这些。对于绝大多数项目,推荐使用 Meyers 单例 写法。它简洁、安全、高效,符合现代 C++ 的设计哲学。只有在特殊需求下(如必须控制析构顺序或跨 DLL 共享),才考虑其他变体。不复杂但容易忽略细节。
以上就是C++ 单例模式实现代码_C++设计模式之单例写法分析的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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