在声明或实现中延迟初始化 C++ 单例

Question

我知道单例模式通常被认为是一种糟糕的设计，因此不鼓励使用，但这个问题涉及实现方面，而不是单例模式的适当性。

考虑以下三种使用延迟初始化的 C++ 单例实现：

1：使用指针，分离声明和实现

单例.hpp：

class Singleton {
public:
   static Singleton* instance();
private:
   Singleton() {}
   static Singleton* singleton;
};

单例.cpp：

Singleton* Singleton::singleton = nullptr;

Singleton* Singleton::instance() {
    if( nullptr == singleton ) {
        singleton = new Singleton();
    }
    return singleton;
}

2：使用引用，拆分声明和实现

单例.hpp：

class Singleton {
public:
   static Singleton& instance();
private:
   Singleton() {}
};

单例.cpp：

Singleton& Singleton::instance() {
    static Singleton singleton;
    return singleton;
}

3：使用引用，在声明中内联

单例.hpp：

class Singleton {
public:
    static Singleton& instance() {
         static Singleton singleton;
         return singleton;
    }
private:
    Singleton() {}
}

我个人喜欢并使用第三个版本。但是有什么好的理由更喜欢第一个或第二个版本吗？

据我了解，在第三个版本中，每个翻译单元都有一个包含Singleton.hpp 的对象实例，然后链接器选择一个。这会导致任何副作用吗？

在共享库中使用第三个有什么副作用吗？

额外问题：哪个实现实际上是“Meyer 的单例”？

Answer 1

第一个是非线程安全的。

 if( nullptr == singleton ) {
    singleton = new Singleton();
}

多个线程可能会执行分配语句并造成内存泄漏。

第二个和第三个是线程安全的自C++11，因为：

如果多个线程尝试初始化相同的静态本地 变量并发，初始化只发生一次（类似 可以使用 std::call_once 获得任意函数的行为。

来自here。

我更喜欢第三个，因为内联优化更有可能。