（载）对于c++中实现单例的讨论

C++中实现单例，需要注意两个问题：1.对内存的释放。2.多线程下的健壮性。

以下是CSDN上对于此问题的讨论，先存一个。

#9楼 得分：5回复于：2008-02-18 20:26:40 你这个方法实现singleton不太好，会有多线程同步问题。 比如说一开始Singleton::instance为空。然后有线程A和线程B同时访问Singleton::GetInstance()。 有意思的是当任务A执行if (NULL == instance)这句时，刚判断好instance确实为空想调用new，或者时间可以再放款到正在执行new操作，但是还没有返回；要命的是调度器由于某些原因一下子剥夺了线程A的执行又去执行线程B了。线程B顺利地创建了一个instance实例，然后在某一时刻被调度器剥夺，再次执行线程A。OK，此时线程A从刚才的混沌中继续执行它的new Singleton()的操作，这样线程A所创建出来的就是另一个实例了。此时Singleton宣告破灭。   因此，能够迎合多线程，乃至多处理的单件处理可以用以下方式： C/C++ code  class Singleton   {    private:    　　static Singleton instance;   　　Singleton(void) {}    public:   　　static Singleton& GetInstance()   　　{  　　　　return instance; 　　} }; Singleton Singleton::instance; 由于以上代码中，Singleton::instance在程序加载后由初始化程序建立，因此对于应用程序不会有多线程困扰。如果是在多处理器或多核处理器环境下还要注意Singleton的成员函数中的一些同步。

 

#10楼 得分：0回复于：2008-02-18 20:35:14 回复Jim_King_2000：   在C++中使用singleton不用new主要不是因为要担心如何delete。 如果你的应用程序指明了一个接收到一个消息，由专门一个任务相应析构这个singleton实例，可以显式地调用其析构函数：Singleton::GetInstance().~Singleton(); 个人认为多任务机制下，用楼主的方法不太合适。而Jim_King_2000你的方法也有多线程问题。 因为局部static也不会对实例创建的操作原子化，除非构造函数内部具有锁机制。或者也是通过某种消息相应或通过状态表示要创建一个Singleton实例，以确保在第一次调用Singleton::GetInstance()时只有一个任务执行，且操作过程中不被打断，至少被打断后不会被重入。

 

#14楼 得分：0回复于：2008-02-19 08:40:39 感谢各位的精彩回复，让在下获益匪浅啊。   liuworld说得确实是，静态成员变量必须要在具体的cpp文件中进行定义，类中出现的静态成员变量只表示一种声明。 感谢zenny-chen的提醒，我这种写法在多线程环境下确实会有潜在问题，这是一种“恶汉式”的单例模式，就是需要的时候才创建实例，你提供的实现是一种“懒汉式”的单例模式，就是程序初始化加载的时候就首先创建好实例，然后每次引用即可。这确实可以解决一些多线程调度的问题，但是会提前占用系统资源，当然，一般来说，“恶汉式”的单例模式已经基本上可以满足我们的需求了。 对于“懒汉式”的单例模式，可以使用锁和双重判断的方式来避免重复创建的问题。 例如：   static Singleton *GetInstance()      {      if (NULL == instance)      {      lock()   {      if (instance == NULL)      instance = new Singleton();      }     }      return instance;      }

 

#15楼 得分：0回复于：2008-02-19 08:56:27 还是去看《Modern C++ Design》吧。 另外，google "Pattern Hatching"，等，纯C、C++语言是无法安全实现多线程安全的singleton的。 勉强够用的实现就可以了。

 

#16楼 得分：0回复于：2008-02-19 11:08:55 to zenny_chen: 你的方法有效率问题。只要使用了你的类，这个静态对象都会被创建，无论该对象是否被用户使用。如果该对象的构造和析构十分费时的话，这样的方法会使效率大大降低。况且你的方法也并不能保证多线程安全。你怎么知道静态的instance在构造的时候没有别的线程正在调用GetInstance函数？   =========================================================================== 如果你的应用程序指明了一个接收到一个消息，由专门一个任务相应析构这个singleton实例，可以显式地调用其析构函数：Singleton::GetInstance().~Singleton();   =========================================================================== 如果应用程序没有用消息怎么办？就算使用了消息，你怎么知道其它线程不需要Singleton对象了？万一程序非正常退出怎么办（比如遇到未处理的异常或者非法操作）？ =========================================================================== 而Jim_King_2000你的方法也有多线程问题。   =========================================================================== 1、我真的很希望这是我的方法。可惜现实不是这样。这个方法属于Scott Meyers。 2、这个方法是实现singleton的基础。很多种singleton实现（如相互依赖的singleton，多线程下的singleton等等）都是依据这个方法实现的。 3、很多实现在一开始的时候并不考虑多线程。等到单线程的实现方法出来以后，再扩展到多线程上面或者由用户自行加锁。STL也并不是多线程的。但这并不影响使用，你自己加锁就是了。 所以说singleton里面不用new并不是因为多线程。而是没有必要用new。建议你也翻翻《Modern C++ Design》。里面有多线程singleton的实现。

 

#17楼 得分：0回复于：2008-02-19 20:19:58 To 楼上：   呵呵，在大多数场合我要让应用程序一直使用这个Singleton实例。因此，我将它放在全局数据存储区是个不错的主意，尤其在嵌入式系统中甚至可以将它放入ROM中。因此，在嵌入式系统中，这个实例在机器引导后就存在了，直到复位或关机。所以你说我还要对它在程序运行时进行创建或析构就显得荒谬了。 而本人没那么多时间去读那些号称为C++大师们写的东西，我感兴趣的部分是基于多核处理器的操作系统以及并行计算，和人工智能等问题。

 

#18楼 得分：0回复于：2008-02-20 13:53:25 to 楼上： ========================================== 在大多数场合我要让应用程序一直使用这个Singleton实例 ========================================== 我们不应该假设这样的场合。你的assumption不具有通用性。如果用户的程序需要运行时创建singleton或者根本不创建某个singleton对象会怎样？如果用户只需要创建几个不同的singleton对象中的一个或几个（非全部）会怎么样？   ========================================== 尤其在嵌入式系统中甚至可以将它放入ROM中 ========================================== 同样，这仍然不具有通用性。Singleton是可以根据需要创建的，这样会大大限制了singleton的使用场合。 ========================================== 因此，在嵌入式系统中，这个实例在机器引导后就存在了，直到复位或关机。所以你说我还要对它在程序运行时进行创建或析构就显得荒谬了。   ========================================== 我们不应该假设这样的场合，用户的代码不一定运行在嵌入式系统上。就算是在嵌入式系统中，singleton仍然可以根据需要创建，Scott Meyers的方法也适用，我们只要在应用程序开始的时候调用初始化函数（也就是包含singleton对象的定义的那个函数）即可。 ========================================== 而本人没那么多时间去读那些号称为C++大师们写的东西 ========================================== 真没时间就算了，如果有时间的话，还是要看一下。我们学数学，看得就是大师们的成果；你学人工智能，书上的内容也是大师的成果；学C++也一样。

 

#19楼 得分：0回复于：2008-02-20 13:53:44 to 楼上： ========================================== 在大多数场合我要让应用程序一直使用这个Singleton实例 ========================================== 我们不应该假设这样的场合。你的assumption不具有通用性。如果用户的程序需要运行时创建singleton或者根本不创建某个singleton对象会怎样？如果用户只需要创建几个不同的singleton对象中的一个或几个（非全部）会怎么样？   ========================================== 尤其在嵌入式系统中甚至可以将它放入ROM中 ========================================== 同样，这仍然不具有通用性。Singleton是可以根据需要创建的，这样会大大限制了singleton的使用场合。 ========================================== 因此，在嵌入式系统中，这个实例在机器引导后就存在了，直到复位或关机。所以你说我还要对它在程序运行时进行创建或析构就显得荒谬了。   ========================================== 我们不应该假设这样的场合，用户的代码不一定运行在嵌入式系统上。就算是在嵌入式系统中，singleton仍然可以根据需要创建，Scott Meyers的方法也适用，我们只要在应用程序开始的时候调用初始化函数（也就是包含singleton对象的定义的那个函数）即可。 ========================================== 而本人没那么多时间去读那些号称为C++大师们写的东西 ========================================== 真没时间就算了，如果有时间的话，还是要看一下。我们学数学，看得就是大师们的成果；你学人工智能，书上的内容也是大师的成果；学C++也一样。

 

#20楼 得分：0回复于：2008-02-21 18:27:14 To Jim_King_2000 ：   实际上在你的代码中，由于使用了static，尽管在函数内，但是在加载器加载你的应用程序时仍然会为你的全局唯一的Singleton预留空间。只不过在调用GetInstance()时才调用构造函数（若有的话）。 而我的方法是在加载应用程序后，在初始化代码中调用构造函数（如果有的话），但却带来了额外的安全性。实际上你所谓的存储空间效率两者是一样的，而且结束生命的时间也一样。除非你在构造函数中调用了内存动态分配函数，这样很显然，我的代码将在初始化过程中分配空间；而你的将在第一次调用GetInstance()时分配。

 

#25楼 得分：0回复于：2008-02-22 13:44:54 我想这里的 Singleton 是针对语言本身提出的解决方案；如果将之与系统相关的设计联系起来，未免有些牵强了。 当然实际应用的时候首先考虑的是系统的设计，然后才是具体的解决方法，而这里的Singleton ，正是在C++中的 解决方法之一。和系统相关的设计应该被分离出去。设计首先要保证 Singleton 的应用是系统安全的，不管是 在何种环境下，这个条件成立以后，才会提到它的具体实现的设计——比如说这里的C++ Singleton 。否则，会把 很多问题缠绕在一起，有时候根本不能解决问题

 

#29楼 得分：0回复于：2008-11-18 09:27:49 引用 4 楼 Jim_King_2000 的回复: 兄弟，singleton是不用new的。如果用了new，在什么地方去delete它呢？singleton原理的基础是局部static变量。 C/C++ codeclassSingleton  {private:staticSingleton*instance;    Singleton()  {  }public:staticSingleton*GetInstance()  {staticSingleton singleton;return&singleton }  }; 这种局部static变量只有在函数被调用的第一次才被创建，随着程序的结束而结束… private 保证只有一个实现， static data + static member function !=singleton, 不容易销毁，那本书叫做 不死的凤凰