C++如何实现单例模式_C++设计模式之线程安全的单例写法

单例模式确保类唯一实例并提供全局访问点，C++中推荐使用局部静态变量实现线程安全单例，因C++11保证其初始化线程安全，无需加锁，简洁高效；也可用std::call_once控制初始化时机，适合复杂场景；双检锁模式虽存在但易出错，需谨慎；结合智能指针可自动管理资源。优先选择局部静态变量方式。

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，关键在于避免多线程环境下重复创建实例。

使用局部静态变量（C++11 起线程安全）

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。利用这一点，可以写出简洁且线程安全的单例。

class Singleton {
public:
    static Singleton& getInstance() {
        static Singleton instance; // 局部静态变量，首次调用时构造
        return instance;
    }
Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

private:
Singleton() = default; // 私有构造函数
~Singleton() = default;
};
这种方式无需手动加锁，编译器保证初始化过程的线程安全，推荐使用。
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
使用 std::call\_once 和 std::once\_flag
如果需要更精细控制初始化时机，可使用 std::call_once 确保某段代码只执行一次。
#include 
class Singleton {
public:
static Singleton& getInstance() {
std::call_once(initFlag, &Singleton::init);
return *instance;
}
private:
Singleton() = default;
static void init() {
instance = new Singleton();
}
static std::once_flag initFlag;
static Singleton* instance;

};

							

								
								

									Sora
									
Sora是OpenAI发布的一种文生视频AI大模型，可以根据文本指令创建现实和富有想象力的场景。
								
								下载 
							
						
std::once_flag Singleton::initFlag;
Singleton* Singleton::instance = nullptr;
此方法明确表达“只初始化一次”的意图，适合复杂初始化逻辑。
双检锁模式（DCLP）需谨慎使用
早期常用双检锁避免每次加锁开销，但容易出错，尤其在旧C++标准下。
#include 
class Singleton {
public:
static Singleton* getInstance() {
if (instance == nullptr) { // 第一次检查
std::lockguard lock(mutex);
if (instance == nullptr) { // 第二次检查
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
private:
Singleton() = default;
static Singleton* instance;
static std::mutex mutex_;
};

在 C++11 及以后，配合内存序（如 std::atomic 和 memory_order）可安全实现，但代码复杂，不推荐新手使用。
RAII 自动释放资源（可选）
为避免手动管理内存，可用智能指针结合局部静态变量或 std::call_once。
例如，在 getInstance() 中返回 std::unique_ptr 的引用，或依赖程序退出时自动析构。
基本上就这些。优先使用局部静态变量写法，简洁、安全、高效。其他方式了解即可，特殊需求再考虑。