方案一

代码如下:

class qmmanager

{

public:

static qmmanager &instance()

{

static qmmanager instance_;

return instance_;

}

}

这是最简单的版本，在单线程下(或者是c++0x下)是没任何问题的，但在多线程下就不行了，因为static qmmanager instance_;这句话不是线程安全的。

在局部作用域下的静态变量在编译时，编译器会创建一个附加变量标识静态变量是否被初始化，会被编译器变成像下面这样(伪代码)：

代码如下:

static qmmanager &instance()

{

static bool constructed = false;

static uninitialized qmmanager instance_;

if (!constructed) {

constructed = true;

new(&s) qmmanager; //construct it

}

return instance_;

}

这里有竞争条件，两个线程同时调用instance()时，一个线程运行到if语句进入后还没设constructed值，此时切换到另一线程，constructed值还是false，同样进入到if语句里初始化变量，两个线程都执行了这个单例类的初始化，就不再是单例了。

方案二

一个解决方法是加锁：

代码如下:

static qmmanager &instance()

{

lock(); //锁自己实现

static qmmanager instance_;

unlock();

return instance_;

}

但这样每次调用instance()都要加锁解锁，代价略大。

方案三

那再改变一下，把内部静态实例变成类的静态成员，在外部初始化，也就是在include了文件，main函数执行前就初始化这个实例，就不会有线程重入问题了：

代码如下:

class qmmanager

{

protected:

static qmmanager instance_;

qmmanager();

~qmmanager(){};

public:

static qmmanager *instance()

{

return &instance_;

}

void do_something();

};

qmmanager qmmanager::instance_; //外部初始化

这被称为饿汉模式，程序一加载就初始化，不管有没有调用到。

看似没问题，但还是有坑，在一个2b情况下会有问题：在这个单例类的构造函数里调用另一个单例类的方法可能会有问题。

看例子：

代码如下:

//.h

class qmmanager

{

protected:

static qmmanager instance_;

qmmanager();

~qmmanager(){};

public:

static qmmanager *instance()

{

return &instance_;

}

};

class qmsqlite

{

protected:

static qmsqlite instance_;

qmsqlite();

~qmsqlite(){};

public:

static qmsqlite *instance()

{

return &instance_;

}

void do_something();

};

qmmanager qmmanager::instance_;

qmsqlite qmsqlite::instance_;

//.cpp

qmmanager::qmmanager()

{

printf(qmmanager constructorn);

qmsqlite::instance()->do_something();

}

qmsqlite::qmsqlite()

{

printf(qmsqlite constructorn);

}

void qmsqlite::do_something()

{

printf(qmsqlite do_somethingn);

}

这里qmmanager的构造函数调用了qmsqlite的instance函数，但此时qmsqlite::instance_可能还没有初始化。

这里的执行流程：程序开始后，在执行main前，执行到qmmanager qmmanager::instance_;这句代码，初始化qmmanager里的instance_静态变量，调用到qmmanager的构造函数，在构造函数里调用qmsqlite::instance()，取qmsqlite里的instance_静态变量，但此时qmsqlite::instance_还没初始化，问题就出现了。

那这里会crash吗，测试结果是不会，这应该跟编译器有关，静态数据区空间应该是先被分配了，在调用qmmanager构造函数前，qmsqlite成员函数在内存里已经存在了，只是还未调到它的构造函数，所以输出是这样：

qmmanager constructor

qmsqlite do_something

qmsqlite constructor

方案四

那这个问题怎么解决呢，单例对象作为静态局部变量有线程安全问题，作为类静态全局变量在一开始初始化，有以上2b问题，那结合下上述两种方式，可以解决这两个问题。boost的实现方式是：单例对象作为静态局部变量，但增加一个辅助类让单例对象可以在一开始就初始化。如下：

代码如下:

//.h

class qmmanager

{

protected:

struct object_creator

{

object_creator()

{

qmmanager::instance();

}

inline void do_nothing() const {}

};

static object_creator create_object_;

qmmanager();

~qmmanager(){};

public:

static qmmanager *instance()

{

static qmmanager instance;

return &instance;

}

};

qmmanager::object_creator qmmanager::create_object_;

class qmsqlite

{

protected:

qmsqlite();

~qmsqlite(){};

struct object_creator

{

object_creator()

{

qmsqlite::instance();

}

inline void do_nothing() const {}

};

static object_creator create_object_;

public:

static qmsqlite *instance()

{

static qmsqlite instance;

return &instance;

}

void do_something();

};

qmmanager::object_creator qmmanager::create_object_;

qmsqlite::object_creator qmsqlite::create_object_;

结合方案3的.cpp，这下可以看到正确的输出和调用了：

qmmanager constructor

qmsqlite constructor

qmsqlite do_something

来看看这里的执行流程：

初始化qmmanager类全局静态变量create_object_

->调用object_creator的构造函数

->调用qmmanager::instance()方法初始化单例

->执行qmmanager的构造函数

->调用qmsqlite::instance()

->初始化局部静态变量qmsqlite instance

->执行qmsqlite的构造函数，然后返回这个单例。

跟方案三的区别在于qmmanager调用qmsqlite单例时，方案3是取到全局静态变量，此时这个变量未初始化，而方案四的单例是静态局部变量，此时调用会初始化。

跟最初方案一的区别是在main函数前就初始化了单例，不会有线程安全问题。

最终boost

上面为了说明清楚点去除了模版，实际使用是用模版，不用写那么多重复代码，这是boost库的模板实现：

代码如下:

template <typename t>

struct singleton

{

struct object_creator

{

object_creator(){ singleton<t>::instance(); }

inline void do_nothing()const {}

};

static object_creator create_object;

public:

typedef t object_type;

static object_type& instance()

{

static object_type obj;

//据说这个do_nothing是确保create_object构造函数被调用

//这跟模板的编译有关

create_object.do_nothing();

return obj;

}

};

template <typename t> typename singleton<t>::object_creator singleton<t>::create_object;

class qmmanager

{

protected:

qmmanager();

~qmmanager(){};

friend class singleton<qmmanager>;

public:

void do_something(){};

};

int main()

{

singleton<qmmanager>::instance()->do_something();

return 0;

}

其实boost库这样的实现像打了几个补丁，用了一些奇技淫巧，虽然确实绕过了坑实现了需求，但感觉挺不好的。

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