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C++如何实现线程安全的单例模式_C++ 线程安全单例实现方法

尼克

发布： 2025-10-06 10:13:02

原创

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局部静态变量法最推荐，C++11保证线程安全，代码简洁且延迟初始化；2. std::call_once配合智能指针适用于复杂初始化场景；3. 双重检查锁定需谨慎使用，易出错，建议优先选前两种方式。

c++如何实现线程安全的单例模式_c++ 线程安全单例实现方法

在多线程环境下，单例模式的实现必须保证线程安全，避免多个线程同时创建实例导致程序出现多个对象。C++中实现线程安全的单例模式有多种方式，核心目标是确保全局唯一实例且延迟初始化的同时不引发竞态条件。

使用局部静态变量（C++11 及以后）

C++11 标准规定：函数内的局部静态变量的初始化是线程安全的，由编译器自动加锁保证。这是最简洁、推荐的方式。

class Singleton {
public:
    static Singleton& getInstance() {
        static Singleton instance; // 局部静态变量，线程安全
        return instance;
    }
<pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

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private: Singleton() = default; ~Singleton() = default; };

优点：代码简洁，无需手动管理锁，延迟加载，编译器保障线程安全。适用于绝大多数场景。

使用 std::call_once 和 std::once_flag

如果需要更精细地控制初始化时机，可以使用 std::call_once 配合 std::once_flag，确保某段代码只执行一次。

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#include <mutex>
<p>class Singleton {
public:
static Singleton& getInstance() {
std::call_once(onceFlag, []() { instance.reset(new Singleton); });
return *instance;
}</p><pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

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private: Singleton() = default; ~Singleton() = default;

static std::unique_ptr<Singleton> instance;
static std::once_flag onceFlag;

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};

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std::unique_ptr<Singleton> Singleton::instance = nullptr; std::once_flag Singleton::onceFlag;

这种方式支持动态创建（如用智能指针），也能保证线程安全，适合需要异常安全或复杂初始化逻辑的场景。

双重检查锁定（Double-Checked Locking）

传统做法是在获取实例时加锁，但会影响性能。双重检查锁定试图减少锁的开销：

#include <mutex>
<p>class Singleton {
public:
static Singleton* getInstance() {
if (instance == nullptr) {
std::lock<em>guard<std::mutex> lock(mutex</em>);
if (instance == nullptr) {
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}</p><pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

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private: Singleton() = default; ~Singleton() = default;

static Singleton* instance;
static std::mutex mutex_;

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};

Singleton* Singleton::instance = nullptr; std::mutex Singleton::mutex_;

注意：手动管理内存容易出错，建议配合智能指针使用。而且在 C++ 中，由于内存模型问题，需确保指针赋值的原子性，否则仍有风险。现代 C++ 更推荐前两种方法。

基本上就这些。优先使用局部静态变量方式，简单高效又安全。其他方式可根据项目需求选择。不复杂但容易忽略细节。

以上就是C++如何实现线程安全的单例模式_C++ 线程安全单例实现方法的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！

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