C++双重检查锁单例模式深度解析
- 1. 单例模式基础
- 1.1 核心设计思想
- 1.2 典型应用场景
- 2. 传统实现方案演进
- 2.1 基础版本（非线程安全）
- 2.2 线程安全版本（粗粒度锁）
- 2.3 双重检测版本（危险实现）
- 3. 正确的双重检查锁实现
- 3.1 问题根源解析
- 3.2 原子操作解决方案
- 3.3 内存序选择策略
- 4. 现代C++的优雅实现（Meyer's Singleton）
- 5. 未来演进方向
- 5.1 C++17改进特性
- 5.2 C++20新特性展望
- 6. 方案对比与选型建议
1. 单例模式基础
1.1 核心设计思想
单例模式（Singleton Pattern）是一种创建型设计模式，确保类在程序生命周期中：
- 仅有一个实例存在：通过私有化构造函数和拷贝控制成员实现
- 提供全局访问点：通过静态方法暴露唯一实例
- 延迟初始化（Lazy Initialization）：在首次访问时创建实例
1.2 典型应用场景
- 配置管理器：统一管理全局配置项
- 日志系统：集中处理日志记录
- 线程池：管理可复用线程资源
- 硬件接口访问：控制独占式硬件资源
- 缓存机制：维护全局缓存数据
2. 传统实现方案演进
2.1 基础版本（非线程安全）
#include <iostream>
class Singleton
{
public:static Singleton* getInstance() {if (nullptr == instance){instance = new Singleton();}return instance;}void showMessage() { std::cout << "Singleton Instance\n"; }
private:Singleton() = default;~Singleton() = default;Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton(Singleton&&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
private:static Singleton* instance;
};
Singleton*
