c++ - 在声明或实现中延迟初始化 C++ 单例

Question

我知道单例模式通常被认为是糟糕的设计，因此不鼓励，但这个问题涉及实现方面，而不是单例模式的适当性。

考虑以下三种使用延迟初始化的 C++ 单例实现:

1:使用指针，声明和实现分离

单例.hpp:

class Singleton {
public:
   static Singleton* instance();
private:
   Singleton() {}
   static Singleton* singleton;
};

单例.cpp:

Singleton* Singleton::singleton = nullptr;

Singleton* Singleton::instance() {
    if( nullptr == singleton ) {
        singleton = new Singleton();
    }
    return singleton;
}

2:使用引用，拆分声明和实现

单例.hpp:

class Singleton {
public:
   static Singleton& instance();
private:
   Singleton() {}
};

单例.cpp:

Singleton& Singleton::instance() {
    static Singleton singleton;
    return singleton;
}

3:使用引用，在声明中内联

单例.hpp:

class Singleton {
public:
    static Singleton& instance() {
         static Singleton singleton;
         return singleton;
    }
private:
    Singleton() {}
}

我个人喜欢并使用第三个版本。但是有什么充分的理由更喜欢第一个或第二个版本吗？

据我了解，在第三个版本中，每个包含 Singleton.hpp 的翻译单元都有一个对象实例，然后链接器会选择一个。这会导致任何副作用吗？

在共享库中使用第三个是否有任何副作用？

奖励问题:哪个实现实际上是“Meyer 的单例”？

Answer 1

第一个不是线程安全的。

 if( nullptr == singleton ) {
    singleton = new Singleton();
}

可能会出现多个线程执行分配语句并造成内存泄漏的情况。

第二个和第三个是线程安全的自 C++11 ，因为:

If multiple threads attempt to initialize the same static local variable concurrently, the initialization occurs exactly once (similar behavior can be obtained for arbitrary functions with std::call_once).

来自 here .

我更喜欢第三个，因为内联优化更有可能。