C++单例模式及线程安全（含2004年和2011年版本）

老鸟

一般用 C++ and the Perils of Double-Checked Locking这篇文章，老外写的，加了注释如下：

C++ and the Perils of Double-Checked Locking.pdf

比较沙雕的翻译如下：

C++和双重检查锁定模式(DCLP)的风险.pdf

自从C++11出来后，一切都变了，以前叫人家小甜甜，现在叫牛夫人：

std::atomic<Singleton*> Singleton::m_instance;
std::mutex Singleton::m_mutex;

Singleton* Singleton::getInstance() {
    Singleton* tmp = m_instance.load();
    if (tmp == nullptr) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex);
        tmp = m_instance.load();
        if (tmp == nullptr) {
            tmp = new Singleton;
            m_instance.store(tmp);
        }
    }
    return tmp;
}

实际上现在是2021年，9年前的东西你应该更加熟悉，那么最简洁的方法就是：

Singleton* Singleton::m_instance;
Singleton* Singleton::getInstance() {
    // 用于call_once的局部静态变量
    static std::once_flag oc;
    std::call_once(oc, [&] {  m_instance = new Singleton();});
    return m_instance;
}

上面例子都是班门弄斧来自：https://blog.csdn.net/10km/article/details/49777749

static创建

有的沙雕说，我直接定义一个静态的返回不就行了嘛？我多聪明啊，而且还有StackOverflow加持：

https://stackoverflow.com/questions/2576022/efficient-thread-safe-singleton-in-c

static single& get_instance()
{
	static single thissingle;
	return thissingle;
}

这个沙雕的做法还是可以的。这里用了一个特性：

全局static是在程序启动的时候初始化，类内static和局部static变量是在第一次运行到的时候初始化。

但是，

如果类构建的时候要带参数，比如日志类，要带个目录，这个static就傻眼了！

并且，据说（大家睁大眼睛，自辩真伪），在局部作用域下的静态变量在编译时，编译器会创建一个附加变量标识静态变量是否被初始化，会被编译器变成像下面这样（伪代码）：

static single& get_instance()
{
    static bool is_inited = false;
	static uninitialized single thissingle;
	if(!is_inited){
	    is_inited = true;
	    new (&s) single;
	}
	return thissingle;
}

这里有竞争条件，两个线程同时调用 instance() 时，一个线程运行到 if 语句进入后还没设 is_inited 值，此时切换到另一线程，is_inited值还是 false，同样进入到 if 语句里初始化变量，两个线程都执行了这个单例类的初始化，就不再是单例了。

回收

那还有个问题，这个new出来的东西怎么释放，这个也好办，内部新建一个私有类，然后创建一个静态成员，在析构的时候自动delete：

private:    // 用来回收垃圾，释放内存
    class Release
    {
    public:
        ~Release(){
            if (KrShareMem::m_pInstance != nullptr){
                delete KrShareMem::m_pInstance;
            }
        }
    };
    static Release m_MemRelease;

注意在cpp当作一般静态成员初始化 m_MemRelease 即可。

结论

实际上上面搞那么多，个人认为是有些湖里花哨的。其实只要最简单的 static myclass instance，或者*instance = new myclass;即可。

啥互斥也不搞，只要进入多线程之前调用一下这些getInstance()初始化一次就什么都搞定了。

因为程序流程是程序员控制的，只要能保证前期能创建，就不存在什么乱七八糟抢占多实例问题。

搞来搞去这么复杂，不是给自己找麻烦嘛？！

有好主意的欢迎留言交流

==================== 单例加入初始化参数 ====================

留言有个扛精，号称写了几十万行代码，说单例就要把初始化参数写死到类里面。那么我们来举一个例子。

比如我们有一个INI读写类，因为读写同一个文件，那做成单例肯定有好处，不会多个实例访问。代码如下：

class Config : public QObject{
public:
    // 单实例
    static Config& i();

    void save(const QString &key,const QVariant &value);
};

基本没问题，单例就用上面的方法创建：

Config &Config::i(){
    static Config cfg();

    return cfg;
}
Config::Config() : QObject(nullptr){
    m_configFile0 = new QSettings("c:\\abc.ini",QSettings::IniFormat);

    // 解决中文乱码问题
    m_configFile0->setIniCodec(QTextCodec::codecForName("UTF-8"));
}

看到没，这个扛精他把文件写到构造函数类里面，文件为c:\\abc.ini。

也就是说，他这个Config类，移植到别的工程的时候，都要改一下这个文件名，才能起一个新名字。当然他也可以起一个唯一的跟程序绑定名字，目录也可以放到temp，这又是牛角尖，我们不说。

假如他是负责这个模块，然后这个模块，比如dll，要给别的exe工程用，那是不是每个exe都要一个不同的dll？他还没发现他在做重复工作是不是？svn一大堆重复的Config工程？

那我们变通下：

class Config : public QObject{
public:
    // 单实例，增加参数
    static Config& i(QString file="");

    void save(const QString &key,const QVariant &value);
};

Config &Config::i(QString file){
    static Config cfg(file);

    return cfg;
}
// 构造时增加参数
Config::Config(QString file) : QObject(nullptr){
    m_configFile0 = new QSettings(file,QSettings::IniFormat);

    // 解决中文乱码问题
    m_configFile0->setIniCodec(QTextCodec::codecForName("UTF-8"));
}

如上所述，这个dll首次构造时是可以带一个参数进去的，就是可以把配置文件路径传进去，后续访问是不需要的。

这样，这个dll只需要维护一份，就可以配形形色色的exe了。

说了这么多，显然是证明这个扛精，代码写的不少，却没有得到精华，行将就木在copy patse，不会灵活变通。

面试过30多岁的人，写的代码，我都不忍直视，真是一点水平都没有。

一堆公众号，还说要30岁程序员要转型，bla bla bla，我转你妹，写的这么差，好意思跟人家国外50岁的程序员PK吗？能做出好的产品吗？

心浮气躁，不懂变通，一定是做不出好产品的！

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