c++如何实现一个线程安全的单例_c++ Meyers' Singleton与std::call

c++如何实现一个线程安全的单例_c++ Meyers' Singleton与std::call_once【多线程】

尼克

发布： 2025-12-07 23:00:07

原创

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最推荐使用Meyers’ Singleton（局部静态变量），因其由C++11标准保证线程安全、懒加载、自动销毁；需传参或延迟初始化时用std::call_once；应避免手写双重检查锁定（DCLP）。

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在C++多线程环境下，实现线程安全的单例最推荐的方式是使用Meyers’ Singleton（即局部静态变量版本），配合C++11起标准保证的初始化线程安全性；而std::call_once则适合更复杂、需延迟初始化或带参数构造的场景。两者都无需手动加锁，避免了双重检查锁定（DCLP）的经典陷阱。

Meyers’ Singleton：最简、最安全的写法

C++11标准明确规定：函数内局部静态变量的首次初始化是线程安全的——编译器会自动插入必要的同步机制（如pthread_once或类似逻辑），且仅发生一次。

示例：

class Singleton {
public:
    static Singleton& getInstance() {
        static Singleton instance; // ✅ 线程安全！C++11保证
        return instance;
    }
<pre class="brush:php;toolbar:false;">Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

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private: Singleton() = default; // 可含初始化逻辑（如读配置、建连接） };

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无需std::mutex，无竞态，无内存序烦恼
懒加载（第一次调用getInstance()时才构造）
自动销毁（程序退出时按逆序析构，线程安全）
注意：构造函数内不要调用getInstance()，否则可能死锁或未定义行为

std::call_once + std::once_flag：需要显式控制初始化时机时用

当单例构造逻辑不能放在默认构造函数中（比如需传参、依赖外部对象、或想分离“声明”和“初始化”），可用std::call_once配合std::once_flag确保只执行一次。

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示例：

class ConfigurableSingleton {
public:
    static ConfigurableSingleton& getInstance(int port) {
        std::call_once(init_flag, [port]() {
            instance.reset(new ConfigurableSingleton(port));
        });
        return *instance;
    }
<p>private:
ConfigurableSingleton(int p) : port_(p) { /<em> ... </em>/ }
static std::unique_ptr<ConfigurableSingleton> instance;
static std::once_flag init<em>flag;
int port</em>;
};</p><p>std::unique_ptr<ConfigurableSingleton> ConfigurableSingleton::instance;
std::once_flag ConfigurableSingleton::init_flag;

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