c++ - 单例线程安全类

Question

我在多线程环境中做的工作很少。所以，我需要知道下面类的 getInstance 函数是否是线程安全的。这是单例类:

//Singleton class
class S {
  // intentionally avoided pointer
  static S singleObject;

   // Private constructor   
   s ();
   s (S &);
   s& operator= (const s&);
public:
  // return reference of static object
  s& getInstance ()
  {
    return singleObject;
  }

  /* Normally with static pointer instance, getInstnace look like as
   s& getInstace ()
   {
      // trying to avoid multiple copies of singleObject
      lock_mutex ()

       if (singleObject == null)
          singleObjecct = new S();

      unlock_mutex ();

      return *singleObject;
    }
  */
};

S S::singleObject;

在 getInstance 函数中(未注释)，返回静态对象的引用。是否需要线程安全机制？

在第二个 getInstance(注释)中，如果 singleObject 为空，我们创建对象。所以，它需要一个锁定机制，需要同步，对吧？

Answer 1

In getInstance function (un-commented), static object's reference is returned. Does it requires thread-safe mechanism?

只要您不在 main 函数的生命周期之外访问它，或者在其他线程可能具有非同步访问时修改它，那么从任何线程访问它都是安全的。

如果您在 main 开始之前或结束之后进行访问(例如，从另一个静态对象的构造函数或析构函数)，则存在它未被初始化或将被初始化的危险那时已经被摧毁了。这就是“惰性初始化”(例如您的第二个版本)的动机。

In second getInstance (commented), we create the object if singleObject is null. So, it requires a locking mechanism and needs to be synchronized, right?

是的，这需要一个锁定机制。对于支持 C++11(或类似)线程模型的编译器，获得像这样的惰性初始化的更简单方法是使用函数静态变量，它将在第一次进入时以线程安全的方式初始化范围:

S& getInstance ()
{
    static S singleObject;
    return singleObject;
}

这也将避免您的版本的内存泄漏，但会引入一个危险，即它可能会先于其他静态对象被销毁；因此，从静态对象的析构函数访问是不安全的。

通常，C++ 中的静态对象是此类死亡陷阱的雷区(无论您是否尝试将它们包装在某种单例反模式中)，最好避免。