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"C++多线程单例模式"

2023-06-27 20:21:29 深夜i -- --

C++ 多线程单例模式并发线程安全

C++多线程单例模式是指在多线程环境下，保证只有一个实例对象存在，并且能够保证线程安全。这个模式在许多应用场合中都非常有用，比如公共资源的存取，全局配置信息的读取等。

在一般的单例模式中，我们往往使用静态变量来实现单例，但是在多线程环境中，这种方法是不安全的。由于多个线程同时访问这个变量，可能会导致多个实例被创建，这就无法保证单例了。

使用C++11的thread_local关键字可以很好地解决这个问题，这个关键字声明的变量是一个线程局部变量，每个线程都有自己独立的一份。但是这个关键字只能保证线程内同步，不能保证全局同步。

因此，在C++11中，我们要使用std::mutex类来同步多个线程之间的访问。这个类定义了锁和解锁的方法，只有在锁定的情况下才能访问对象的实例。

下面是一个C++多线程单例模式的示例代码：


class Singleton {
private:
  static std::mutex mu;
  static Singleton* instance;
  Singleton() {};
public:
  static Singleton* GetInstance() {
    if (instance == nullptr) {
      std::lock_guard<std::mutex> lock(mu);
      if (instance == nullptr) {
        instance = new Singleton();
      }
    }
    return instance;
  }
};
Singleton* Singleton::instance = nullptr;
std::mutex Singleton::mu;
int main() {
  Singleton* singleton1 = Singleton::GetInstance();
  Singleton* singleton2 = Singleton::GetInstance();
  assert(singleton1 == singleton2);
  return 0;
}

在上面的代码中，GetInstance()方法里面使用了std::lock_guard 来保证了线程安全。如果有多个线程同时访问，只有其中一个线程能够通过锁定的检查。

这个C++多线程单例模式实现起来比较简单，但是非常实用。通过锁定互斥量，就能够避免多个线程同时创建实例，从而保证单例的正确性。如果你的程序有单例的需求，并且需要在多线程环境中使用，可以考虑这个模式。

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