C++11起static局部变量初始化线程安全,编译器自动生成双重检查锁,确保首次调用时仅一个线程执行构造,其余等待;但仅限初始化过程,内部状态读写仍需手动同步。
static 局部变量能保证线程安全?从 C++11 开始,static 局部变量的初始化是线程安全的——标准明确要求编译器生成带双重检查锁(double-checked locking)语义的代码。这意味着第一次调用时,多个线程同时进入函数,也只会有一个线程执行构造,其余阻塞等待,且无需手动加锁。
这是 Meyers' Singleton 的核心依据,也是它比手写 std::call_once 或互斥量更简洁的根本原因。
-std=c++11 及以上)explicit(否则无法隐式构造)getInstance() 的标准写法与常见误写正确实现仅需一个函数、一个静态局部变量,返回引用:
class Singleton {
public:
static Singleton& getInstance() {
static Singleton instance; // C++11 线程安全初始化
return instance;
}
private:
Singleton() = default; // 防止外部构造
~Singleton() = default; // 非虚析构(无继承时 OK)
Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
};
常见错误包括:
Singleton* 并在堆上 new:失去自动生命周期管理,易内存泄漏,且破坏线程安全前提(n
ew 本身不安全)static Singleton instance; 提到类外全局作用域:C++98 风格,不保证线程安全(尤其 DLL/so 加载顺序复杂时)getInstance() 中加 std::mutex:冗余,且可能引入死锁(比如构造函数内又调用 getInstance())静态局部变量的析构发生在 main() 返回后、程序退出前,按构造逆序执行。这意味着:
main() 结束后才被销毁,其他静态对象若在析构期访问它,会触发未定义行为(已析构访问)它简单可靠,但不是万能解。以下情况需谨慎或换方案:
std::unique_ptr + std::call_once 手动管理生命周期std::atomic),避免首次调用卡顿最常被忽略的一点:Meyers 单例的“线程安全”仅限于初始化过程。如果单例内部状态可变,所有读写操作仍需自行同步(比如加 std::mutex 或用原子变量)。