0

0

c++怎么实现一个线程安全的单例模式_c++线程安全单例设计实现方法

尼克

尼克

发布时间:2025-10-26 21:14:01

|

496人浏览过

|

来源于php中文网

原创

推荐使用局部静态变量实现线程安全单例,C++11保证其初始化线程安全,代码简洁高效;2. 可选std::call_once配合std::once_flag实现精细控制;3. 双重检查锁定虽可行但易出错,不推荐新手使用。

c++怎么实现一个线程安全的单例模式_c++线程安全单例设计实现方法

在C++中实现线程安全的单例模式,关键在于确保多个线程同时调用时,实例只被创建一次且不会出现竞争条件。现代C++(C++11及以上)提供了语言级别的保证,让实现变得简单可靠。

使用局部静态变量(推荐方法)

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。这个特性使得最简单的单例实现也能天然支持多线程。

代码示例如下:

class Singleton {
public:
    static Singleton& getInstance() {
        static Singleton instance; // 局部静态变量,自动线程安全
        return instance;
    }
Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

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

优点:简洁、高效、无需手动加锁,由编译器保证初始化时的线程安全。

适用场景:绝大多数现代C++项目都可直接使用此方式。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

使用std::call_once和std::once_flag

如果你需要更精细的控制,或者编译器对C++11静态初始化的支持有疑虑,可以显式使用std::call_once保证只执行一次初始化。

示例代码:

#include 

class Singleton { public: static Singleton& getInstance() { std::call_once(onceFlag, []() { instance.reset(new Singleton); }); return *instance; }

Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

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

static std::unique_ptr instance;
static std::once_flag onceFlag;

};

BJXSHOP网上开店专家
BJXSHOP网上开店专家

BJXShop网上购物系统是一个高效、稳定、安全的电子商店销售平台,经过近三年市场的考验,在中国网购系统中属领先水平;完善的订单管理、销售统计系统;网站模版可DIY、亦可导入导出;会员、商品种类和价格均实现无限等级;管理员权限可细分;整合了多种在线支付接口;强有力搜索引擎支持... 程序更新:此版本是伴江行官方商业版程序,已经终止销售,现于免费给大家使用。比其以前的免费版功能增加了:1,整合了论坛

下载

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

优点:明确控制初始化时机,适用于复杂构造逻辑。

缺点:代码稍复杂,性能略低于静态变量方式。

双重检查锁定(DCLP)与原子指针(传统方式,不推荐新手使用)

在C++11之前常用双重检查锁定模式,需配合volatile和内存屏障。现代C++可用std::atomic重写,但容易出错。

示例:

#include 
#include 

class Singleton { public: static Singleton getInstance() { Singleton tmp = instance.load(); if (!tmp) { std::lockguard lock(mutex); tmp = instance.load(); if (!tmp) { tmp = new Singleton(); instance.store(tmp); } } return tmp; }

Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

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

static std::atomic instance;
static std::mutex mutex_;

};

std::atomic Singleton::instance{nullptr}; std::mutex Singleton::mutex_;

注意:虽然可行,但容易因内存顺序问题导致未定义行为,建议优先使用前两种方法。

基本上就这些。对于大多数情况,推荐使用局部静态变量方式,它简洁、安全、高效,是现代C++实现线程安全单例的最佳实践。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
c++中volatile关键字的作用
c++中volatile关键字的作用

本专题整合了c++中volatile关键字的相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

69

2025.10.23

线程和进程的区别
线程和进程的区别

线程和进程的区别:线程是进程的一部分,用于实现并发和并行操作,而线程共享进程的资源,通信更方便快捷,切换开销较小。本专题为大家提供线程和进程区别相关的各种文章、以及下载和课程。

502

2023.08.10

Python 多线程与异步编程实战
Python 多线程与异步编程实战

本专题系统讲解 Python 多线程与异步编程的核心概念与实战技巧,包括 threading 模块基础、线程同步机制、GIL 原理、asyncio 异步任务管理、协程与事件循环、任务调度与异常处理。通过实战示例,帮助学习者掌握 如何构建高性能、多任务并发的 Python 应用。

166

2025.12.24

java多线程相关教程合集
java多线程相关教程合集

本专题整合了java多线程相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

7

2026.01.21

C++多线程相关合集
C++多线程相关合集

本专题整合了C++多线程相关教程,阅读专题下面的的文章了解更多详细内容。

14

2026.01.21

default gateway怎么配置
default gateway怎么配置

配置default gateway的步骤:1、了解网络环境;2、获取路由器IP地址;3、登录路由器管理界面;4、找到并配置WAN口设置;5、配置默认网关;6、保存设置并退出;7、检查网络连接是否正常。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

221

2023.12.07

Python 自然语言处理(NLP)基础与实战
Python 自然语言处理(NLP)基础与实战

本专题系统讲解 Python 在自然语言处理(NLP)领域的基础方法与实战应用,涵盖文本预处理(分词、去停用词)、词性标注、命名实体识别、关键词提取、情感分析,以及常用 NLP 库(NLTK、spaCy)的核心用法。通过真实文本案例,帮助学习者掌握 使用 Python 进行文本分析与语言数据处理的完整流程,适用于内容分析、舆情监测与智能文本应用场景。

10

2026.01.27

拼多多赚钱的5种方法 拼多多赚钱的5种方法
拼多多赚钱的5种方法 拼多多赚钱的5种方法

在拼多多上赚钱主要可以通过无货源模式一件代发、精细化运营特色店铺、参与官方高流量活动、利用拼团机制社交裂变,以及成为多多进宝推广员这5种方法实现。核心策略在于通过低成本、高效率的供应链管理与营销,利用平台社交电商红利实现盈利。

109

2026.01.26

edge浏览器怎样设置主页 edge浏览器自定义设置教程
edge浏览器怎样设置主页 edge浏览器自定义设置教程

在Edge浏览器中设置主页,请依次点击右上角“...”图标 > 设置 > 开始、主页和新建标签页。在“Microsoft Edge 启动时”选择“打开以下页面”,点击“添加新页面”并输入网址。若要使用主页按钮,需在“外观”设置中开启“显示主页按钮”并设定网址。

16

2026.01.26

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
C# 教程
C# 教程

共94课时 | 7.7万人学习

C 教程
C 教程

共75课时 | 4.2万人学习

C++教程
C++教程

共115课时 | 14.1万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号