Linux

C++中线程安全的单例实现

单例模式的实现理论上采用double checked locking 不会出现线程安全问题，但是有可能编译器会对程序进行优化，使得程序乱序执行，导致出现错误。在Java中，可以借助类的转载阶段初始化静态区域来避免该问题，但是C++没有这个机制。在C++的单例实现中，可以使用pthread_once()函数来实现。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
/*
 *在Linux thread中，一次性函数的执行有三种状态：NEVER(0), IN_PROGRESS(1), DONE(3),
 *处于IN_PROGRESS状态的话，所有所有调用 pthrad_once函数都会等待“已执行一次信号”才会退出阻塞，
 *对于处于DONE的话，所有pthread_once函数都会立刻返回0.所以_ponce的初始值
 *应该为PTHREAD_ONCE_INIT（值为0）
 */
template<typename T>
class Singleton: boost::nocopyable{
  public:
    static T& instance(){
      pthread_once(&ponce_, &Singleton::init);
      return *value_;
    }

  private:
    Singleton();
    ~Singleton();
    static void init(){
      value_ = new T(); //这里一定要使用new，使得对象存在对中，不会随着函数的退出而消亡
    }

  //静态成员变量只能在类外定义
  private:
    static pthread_once_t ponce_;
    static T* value_;
};

//必须在头文件里面定义static变量
template<typename T>
pthread_once_t Singleton<T>::ponce_ = PTHREAD_ONCE_INIT;

template<typename T>
T* Singleton<T>::value_ = nullptr;