Question

我见过Singleton模式的实现，其中实例变量在GetInstance方法中被声明为静态变量。像这样：

SomeBaseClass &SomeClass::GetInstance()
{
   static SomeClass instance;
   return instance;
}

我认为这种方法有以下积极方面：

代码更简单，因为只有首次调用GetInstance时，编译器负责创建此对象。
代码更安全，因为没有其他方法可以获取对实例的引用，但是使用GetInstance方法并且没有其他方法可以更改实例，但是在GetInstance方法中。

这种方法有哪些消极方面（除了这不是非常OOP-ish）？这是线程安全的吗？

Answer 1

在C ++ 11中，它是线程安全的：

§6.7[stmt.dcl] p4如果控制在初始化变量时同时进入声明，则并发执行应等待初始化完成。

在C ++ 03中：

在g ++下，它是线程安全的但这是因为g ++明确添加了代码来保证它。

一个问题是，如果你有两个单身人士，他们会在施工和破坏期间互相尝试使用。

阅读本文： Finding C++ static initialization order problems

这个问题的一个变种是如果从全局变量的析构函数访问单例。在这种情况下，单例肯定已被破坏，但get方法仍将返回对被破坏对象的引用。

有很多方法，但它们很混乱，不值得做。只是不要从全局变量的析构函数中访问单例。

更安全的定义，但丑陋：
我相信你可以添加一些合适的宏来整理它

SomeBaseClass &SomeClass::GetInstance()
{
#ifdef _WIN32 
Start Critical Section Here
#elif  defined(__GNUC__) && (__GNUC__ > 3)
// You are OK
#else
#error Add Critical Section for your platform
#endif

    static SomeClass instance;

#ifdef _WIN32
END Critical Section Here
#endif 

    return instance;
}

Answer 2

如图所示，它不是线程安全的。 C ++语言在线程上是静默的，因此您没有语言的固有保证。您将不得不使用平台同步原语，例如Win32 :: EnterCriticalSection（），以保护访问。

您的特定方法会有问题b / c编译器将在第一次调用时插入一些（非线程安全）代码来初始化静态instance，很可能它将在函数体开始执行之前（和因此，在调用任何同步之前。）

使用指向SomeClass的全局/静态成员指针然后在同步块中初始化将证明实现的问题较少。

#include <boost/shared_ptr.hpp>

namespace
{
  //Could be implemented as private member of SomeClass instead..
  boost::shared_ptr<SomeClass> g_instance;
}

SomeBaseClass &SomeClass::GetInstance()
{
   //Synchronize me e.g. ::EnterCriticalSection()
   if(g_instance == NULL)
     g_instance = boost::shared_ptr<SomeClass>(new SomeClass());
   //Unsynchronize me e.g. :::LeaveCriticalSection();
   return *g_instance;
}

我没有编译这个，所以它仅用于说明目的。它还依赖于boost库来获得与原始示例相同的生命周期（或那里）。您还可以使用std :: tr1（C ++ 0x）。

Answer 3

根据规范，这也适用于VC ++。任何人都知道它是否存在？

只需添加关键字volatile即可。如果msdn上的doc是正确的，那么visual c ++编译器应该生成互斥锁。

SomeBaseClass &SomeClass::GetInstance()
{
   static volatile SomeClass instance;
   return instance;
}

Answer 4

它分享了Singleton实现的所有常见缺陷，即：

It is untestable
它不是线程安全的（如果你想象两个线程是否同时进入该函数，这是微不足道的）
这是内存泄漏

我建议不要在任何生产代码中使用Singleton。

Singleton实例声明为GetInstance方法的静态变量，它是否是线程安全的？

4 个答案: