C++ 中的线程安全单例实现答案

【问题标题】：Thread safe singleton implementation in C++C++ 中的线程安全单例实现
【发布时间】：2009-06-27 12:02:16
【问题描述】：

以下是众所周知的 C++ 中单例模式的实现。
但是，我不完全确定它是否是线程安全的。
根据之前在此处提出的类似问题的答案，它似乎是线程安全的。
是这样吗？

//Curiously Recurring Template Pattern    
//Separates a class from its Singleton-ness (almost).    
#include <iostream>  
using namespace std;

template<class T> class Singleton {
  Singleton(const Singleton&);
  Singleton& operator=(const Singleton&);
protected:
  Singleton() {}
  virtual ~Singleton() {}
public:
  static T& instance() {
    static T theInstance;
    return theInstance;
  }
};

// A sample class to be made into a Singleton
class MyClass : public Singleton<MyClass> {
 int x;
protected:
  friend class Singleton<MyClass>;
  MyClass() { x = 0; }
public:
 void setValue(int n) { x = n; }
  int getValue() const { return x; }
};

【问题讨论】：

你为什么要把它做成一个 WIKI？这是一个完全有效的问题。
你没有给出任何理由说明你认为模式实现不是线程安全的。请做。
这里的朋友班的目的是什么？有人可以回答吗？
哦，拍！应该检查常见问题以了解它的含义，而不是假设它是什么。
@Ahmed。它用于编译语句“static T theInstance”。如您所见，MyClass 具有受保护的构造函数，因此我们需要朋友说明符，以便 Singleton 类（准确地说是 Singleton）可以声明 MyClass 类型的本地静态。

标签： c++ multithreading design-patterns

【解决方案1】：

不，这不是线程安全的，因为静态本地没有以任何方式受到保护。默认情况下，静态本地不是线程安全的。这意味着您可能会遇到以下问题

单例的构造函数多次运行
不能保证对静态的分配是原子的，因此您可以在多线程场景中看到部分分配
我可能还缺少一些。

这是 Raymond Chen 的详细博客文章，介绍了为什么 C++ 静态在默认情况下不是线程安全的。

http://blogs.msdn.com/oldnewthing/archive/2004/03/08/85901.aspx

【讨论】：

所以基本上这意味着不可能使用 C++ 做一个与操作系统无关的单例？也就是说，你总是需要一些关键部分或类似的部分来做一个？

【解决方案2】：

它不是线程安全的。为了变得线程安全，您应该在锁之前添加一个检查（信号量锁）并在锁之后添加另一个检查。然后您可以确定，即使在来自不同线程的同时调用中，您也可以提供一个实例。

【讨论】：

【解决方案3】：

它不是线程安全的，除非您将编译器配置为为静态访问生成线程安全代码。

不过，代码最好是独立的，所以我会在这里和那里添加一个互斥锁。

【讨论】：

【解决方案4】：

如果您仍然对此主题感兴趣并且正在使用 C++ 11 标准编译器，您可以找到 here 一个关于多线程环境中单例模式的提议。

【讨论】：