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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