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C++多线程单例模式

2023-07-11 13:57:28 深夜i -- --

C++ 多线程单例模式

C++是一种高效的编程语言，适合开发高并发的应用程序。多线程单例模式是一种常用的设计模式，可以保证一个类只有一个实例，并且在多线程环境下也能保证线程安全。在本文中，我们将介绍如何在C++中实现多线程单例模式。

1. 懒汉式单例模式

懒汉式单例模式是一种延迟创建实例的模式，只有在第一次使用时才会创建对象。在单线程环境下，这种模式是比较简单的，但在多线程环境下就需要考虑线程安全的问题。

在C++中，可以使用互斥量（mutex）来保证线程安全。以下是懒汉式单例模式的C++代码实现：


class Singleton {
public:
  static Singleton* getInstance() {
    if (instance == nullptr) {
      std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
      if (instance == nullptr) {
        instance = new Singleton();
      }
    }
    return instance;
  }
private:
  Singleton() {}
  static Singleton* instance;
  static std::mutex mutex;
};
Singleton* Singleton::instance = nullptr;
std::mutex Singleton::mutex;

在上面的实现中，使用了双重检查锁定（double checked locking）的方式来确保在多线程环境下只创建一个实例。首先判断实例是否已经存在，如果不存在则加锁创建实例，最后释放锁并返回实例。

2. 饿汉式单例模式

饿汉式单例模式是一种在程序启动时即创建实例的模式，可以避免线程安全的问题。在C++中，可以使用静态成员变量来实现饿汉式单例模式。以下是饿汉式单例模式的C++代码实现：


class Singleton {
public:
  static Singleton* getInstance()
    return instance;
  
private:
  Singleton() {}
  static Singleton* instance;
};
Singleton* Singleton::instance = new Singleton();

在上面的实现中，静态成员变量instance在程序启动时就会被创建，不会存在线程安全的问题。

总结

以上是C++中实现的两种多线程单例模式，各有优缺点，具体应根据实际情况进行选择。在使用多线程单例模式时，需要特别注意线程安全的问题。

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