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c++如何实现单例设计模式_c++线程安全的单例模式写法

冰火之心

发布： 2025-12-01 12:39:07

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单例模式通过局部静态变量实现线程安全，C++11保证其初始化唯一性，推荐使用Meyers' Singleton方式，简洁且自动管理生命周期。

c++如何实现单例设计模式_c++线程安全的单例模式写法

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++中实现线程安全的单例模式，推荐使用“局部静态变量 + 函数内定义”的方式，这是最简洁且线程安全的做法。

1. C++11 起的线程安全单例（推荐写法）

C++11 标准规定：函数内的局部静态变量初始化是线程安全的，多个线程同时调用该函数时，只会初始化一次。利用这一特性可以轻松写出线程安全的单例。

class Singleton { private: Singleton() = default; // 禁止外部构造 ~Singleton() = default; // 析构函数私有化 Singleton(const Singleton&) = delete; // 禁止拷贝 Singleton& operator=(const Singleton&) = delete; // 禁止赋值 public: static Singleton& getInstance() { static Singleton instance; // 局部静态变量，C++11 线程安全 return instance; } };

使用方式：

Singleton& s1 = Singleton::getInstance(); Singleton& s2 = Singleton::getInstance(); // s1 和 s2 是同一个对象

2. 手动加锁的双检锁模式（传统写法，不推荐除非旧编译器）

在C++11之前，常用双检锁（Double-Checked Locking）配合互斥锁实现线程安全。但现在已有更优解，仅作了解。

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#include <mutex> class Singleton { private: static std::unique_ptr<Singleton> instance; static std::mutex mtx; Singleton() = default; ~Singleton() = default; Singleton(const Singleton&) = delete; Singleton& operator=(const Singleton&) = delete; public: static Singleton& getInstance() { if (instance == nullptr) { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); if (instance == nullptr) { instance.reset(new Singleton); } } return *instance; } }; // 静态成员定义 std::unique_ptr<Singleton> Singleton::instance = nullptr; std::mutex Singleton::mtx;

这种写法复杂且容易出错，比如内存重排序问题（需用内存屏障），不如局部静态变量简洁可靠。