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C++实现线程安全的单例模式
在某些应用环境下面，一个类只允许有一个实例，这就是著名的单例模式。单例模式分为懒汉模式，跟饿汉模式两种。
首先给出饿汉模式的实现
template <class T>class singleton{private: singleton(){}; singleton(const singleton&){};//禁止拷贝 singleton& operator=(const singleton&){};//禁止赋值 static T* m_instance;public: static T* GetInstance();};template <class T>T* singleton<T>::GetInstance(){ return m_instance;}template <class T>T* singleton<T>::m_instance = new T();
在实例化m_instance 变量时，直接调用类的构造函数。顾名思义，在还未使用变量时，已经对m_instance进行赋值，就像很饥饿的感觉。这种模式，在多线程环境下肯定是线程安全的，因为不存在多线程实例化的问题。
下面来看懒汉模式
template <class T>class singleton{private: singleton(){}; singleton(const singleton&){}; singleton& operator=(const singleton&){}; static T* m_instance;public: static T* GetInstance();};template <class T>T* singleton<T>::GetInstance(){ if( m_instance == NULL) { m_instance = new T(); } return m_instance;}template <class T>T* singleton<T>::m_instance = NULL;
懒汉模式下，在定义m_instance变量时先等于NULL，在调用GetInstance()方法时，在判断是否要赋值。这种模式，并非是线程安全的，因为多个线程同时调用GetInstance()方法，就可能导致有产生多个实例。要实现线程安全，就必须加锁。
下面给出改进之后的代码
template <class T>class singleton{private: singleton(){}; singleton(const singleton&){}; singleton& operator=(const singleton&){}; static T* m_instance; static pthread_mutex_t mutex;public: static T* GetInstance();};template <class T>T* singleton<T>::GetInstance(){ pthread_mutex_lock(&mutex); if( m_instance == NULL) { m_instance = new T(); } pthread_mutex_unlock(&mutex); return m_instance;}template <class T>pthread_mutex_t singleton<T>::mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;template <class T>T* singleton<T>::m_instance = NULL;
这一切看起来都很完美，但是程序猿是一种天生就不知道满足的动物。他们发现GetInstance()方法，每次进来都要加锁，会影响效率。然而这并不是必须的，于是又对GetInstance()方法进行改进
template <class T>T* singleton<T>::GetInstance(){ if( m_instance == NULL) { pthread_mutex_lock(&mutex); if( m_instance == NULL) { m_instance = new T(); } pthread_mutex_unlock(&mutex); } return m_instance;}
这也就是所谓的“双检锁”机制。但是有人质疑这种实现还是有问题，在执行 m_instance = new T()时，可能 类T还没有初始化完成，m_instance 就已经有值了。这样会导致另外一个调用GetInstance()方法的线程，获取到还未初始化完成的m_instance 指针，如果去使用它，会有意料不到的后果。其实，解决方法也很简单，用一个局部变量过渡下即可：
template <class T>T* singleton<T>::GetInstance(){ if( m_instance == NULL) { pthread_mutex_lock(&mutex); if( m_instance == NULL) { T* ptmp = new T(); m_instance = ptmp; } pthread_mutex_unlock(&mutex); } return m_instance;}
到这里在懒汉模式下，也就可以保证线程安全了。
然而，在linux下面还有另一种实现。linux提供了一个叫pthread_once()的函数，它保证在一个进程中，某个函数只被执行一次。下面是使用pthread_once实现的线程安全的懒汉单例模式
template <class T>class singleton{private: singleton(){}; singleton(const singleton&){}; singleton& operator=(const singleton&){}; static T* m_instance; static pthread_once_t m_once;public: static void Init(); static T* GetInstance();};template <class T>void singleton<T>::Init(){ m_instance = new T(100000);}template <class T>T* singleton<T>::GetInstance(){ pthread_once(&m_once,Init); return m_instance;}template <class T>pthread_once_t singleton<T>::m_once = PTHREAD_ONCE_INIT;template <class T>T* singleton<T>::m_instance = NULL;
C++实现线程安全的单例模式
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