乙個執行緒安全的單例模式測試

單例模式，一般我喜歡這樣實現

class singletest
;singletest *singletest::instance()
singletest::singletest()
singletest::~singletest()

然後這樣用

singletest *ts =singletest::instance();

這麼實現的乙個好處就是比較簡單，而且不會有記憶體洩露。但如果在多執行緒環境下是否安全呢？多執行緒環境下可能會有兩種情況：

第一，如果兩個執行緒同時呼叫singletest *ts = singletest::instance();，如果執行緒一先執行構造，但還沒構造完，執行緒二構造的時候發現還沒有構造例項，會再次執行構造，單例就變成了兩例。

第二，如果兩個執行緒都要對成員變數進行讀寫，那麼會不會發生競爭呢？

理論分析一下：

第一種情況，c++11標準的編譯器是執行緒安全的，c++11標準要求編譯器保證static的執行緒安全。而c++11之前標準的編譯器則是不確定，關鍵看編譯器的實現。

第二種情況，任何標準下都不是執行緒安全的。

第一種情況，因為有標準的硬性規定，倒是不需要測試了。那麼第二種情況什麼樣？寫個**測試一下

#include 
#include 
#include 
class singletest
;singletest *singletest::instance()
void singletest::test()
}int singletest::get()
singletest::singletest()
singletest::~singletest()
void *threadfunc(void *arg)
int main(int argc, char* argv)

singletest::test()函式執行了5000次累加，兩個執行緒同時呼叫該函式，如果是執行緒安全的，最後的結果應該是10000，如果執行緒是不安全的，最後的結果應該不確定。

經過測試，最後的結果也確實是不確定的，說明的確是執行緒不安全。

既然執行緒不安全，那麼加個鎖會是什麼樣？**加個鎖，再試一下。

class singletest
;singletest *singletest::instance()
void singletest::test()
}int singletest::get()
singletest::singletest()
singletest::~singletest()

經過測試，這樣就執行緒安全了。

但新的問題又來了，如果有多個成員變數，是乙個變數加乙個鎖？還是用同乙個鎖？

如果用同乙個鎖，那麼每次對成員變數進行讀寫的時候都要上鎖。乙個執行緒需要訪問成員變數a，先上鎖，另乙個執行緒要訪問b，此時a和b是沒有發生競爭的，但由於用了同乙個鎖，那麼b也要等著a將鎖釋放後才能進行操作。

如果乙個變數用乙個鎖，倒是不會發生之前的那種無必要的資源浪費，但鎖多了難免麻煩也就多了。

這就是乙個取捨問題了。

還有一種方案，把鎖放在類的外面，由執行緒函式去處理鎖

static pthread_mutex_t mutex = pthread_mutex_initializer;
class singletest
;singletest *singletest::instance()
void singletest::test()
}int singletest::get()
singletest::singletest()
singletest::~singletest()
void *threadfunc(void *arg)

這樣也是執行緒安全的，但也有乙個問題，類的外面並不知道究竟哪個成員函式需要上鎖，為了安全，每次呼叫成員函式都要上鎖，還是會存在資源浪費的情況。

看來，這種單例的實現方式也與不爽的地方，而且，如果是c++11之前的編譯器，構造的執行緒安全性也是不確定的。

如果是c++11之前的編譯器，可以這樣實現

class singletest
;singletest singletest::st;
singletest *singletest::instance()
void singletest::test()
}int singletest::get()
singletest::singletest()
singletest::~singletest()

這種方法有個缺陷，就是如果構造的時候需要傳入引數，這種方法就不行了，而且也存在成員變數鎖的問題。

再試試下面這種實現

class singletest}};
int m;
static singletest* m_instance;
pthread_mutex_t m_mutex;
static pthread_mutex_t m_insmutex;
static cgarbo garbo;
};pthread_mutex_t singletest::m_insmutex = pthread_mutex_initializer;
singletest* singletest::m_instance = null;
singletest::cgarbo singletest::garbo;
singletest *singletest::instance()
s = pthread_mutex_unlock(&m_insmutex);
if (s != 0)
printf("unlock error\n");
}return m_instance;
}void singletest::test()
}int singletest::get()
singletest::singletest()
singletest::~singletest()

這種實現任何標準下都是構造執行緒安全的，也不會有記憶體洩露，同時也支援構造時輸入，但實現起來太麻煩，單單構造都需要乙個鎖。

但成員變數鎖的問題還是存在的，一直沒有找到比較完美的方法。

乙個執行緒安全的單例模式測試

手寫乙個執行緒安全的單例工廠模式

執行緒安全的單例模式

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