懒汉模式线程不安全,多线程可能创建多个实例;2. 加锁懒汉线程安全但性能低;3. 双重检查锁定减少锁开销,需C++11以上保证原子性;4. 饿汉模式程序启动即创建,线程安全但浪费资源;5. 局部静态变量方式最推荐,C++11起线程安全、延迟加载且简洁。

单例设计模式确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点。在C++中,有多种实现方式,每种都有其适用场景和注意事项。以下是几种常见的C++单例模式实现方法。
1. 懒汉模式(Lazy Initialization) – 线程不安全
懒汉模式在第一次调用时才创建实例,适合资源敏感的场景。
// 基本懒汉实现
class Singleton {
private:
static Singleton* instance;
Singleton() {}
public:
static Singleton* getInstance() {
if (instance == nullptr) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
};
Singleton* Singleton::instance = nullptr;
问题:多线程环境下可能创建多个实例。
2. 加锁的懒汉模式 – 线程安全
通过互斥锁保证线程安全,但每次调用都要加锁,影响性能。
立即学习“”;
#include <mutex>
class Singleton {
private:
static Singleton* instance;
static std::mutex mtx;
Singleton() {}
public:
static Singleton* getInstance() {
std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
if (instance == nullptr) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
};
Singleton* Singleton::instance = nullptr;
std::mutex Singleton::mtx;
3. 双重检查锁定(Double-Checked Locking)
减少锁竞争,只在初始化时加锁,提升性能。
class Singleton {
private:
static Singleton* instance;
static std::mutex mtx;
Singleton() {}
public:
static Singleton* getInstance() {
if (instance == nullptr) {
std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
if (instance == nullptr) {
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
};
注意:需确保指针赋值是原子操作,C++11后基本支持。
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124 4. 饿汉模式(Eager Initialization)
在程序启动时就创建实例,天生线程安全,但可能浪费资源。
class Singleton {
private:
static Singleton instance;
Singleton() {}
public:
static Singleton& getInstance() {
return instance;
}
};
Singleton Singleton::instance;
优点:无延迟,线程安全;缺点:即使不用也会创建。
5. 局部静态变量(推荐)
C++11起,局部静态变量初始化是线程安全的,简洁高效。
class Singleton {
private:
Singleton() {}
public:
static Singleton& getInstance() {
static Singleton instance;
return instance;
}
};
这是目前最推荐的方式:线程安全、、代码简洁。
基本上就这些常见实现方式。选择哪种取决于是否需要延迟加载、线程安全要求以及C++标准支持情况。现代C++项目优先使用局部静态变量方式。
以上就是++ 如何实现单例设计模式_c++单例模式的几种实现方式的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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