单例实现(双检锁 + 原子指针)

// singleton_dclp_atomic.h
#pragma once
#include <atomic>
#include <mutex>

template <typename T>
class Singleton {
public:
    static T& instance() {
        T* tmp = instance_.load(std::memory_order_acquire);   // ① 第一次检查(无锁)
        if (tmp == nullptr) {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx_);
            tmp = instance_.load(std::memory_order_relaxed);  // ② 第二次检查(持锁)
            if (tmp == nullptr) {
                tmp = new T();                                // ③ 真正构造
                instance_.store(tmp, std::memory_order_release);
            }
        }
        return *tmp;
    }

    Singleton(const Singleton&)            = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

private:
    static std::atomic<T*> instance_;
    static std::mutex      mtx_;
};

// ---------- 定义静态成员 ----------
template <typename T>
std::atomic<T*> Singleton<T>::instance_{nullptr};

template <typename T>
std::mutex Singleton<T>::mtx_;

使用

#include "singleton_dclp_atomic.h"
#include <iostream>

struct Foo {
    Foo() { std::cout << "Foo constructed\n"; }
    void hello() { std::cout << "hello singleton\n"; }
};

int main() {
    Singleton<Foo>::instance().hello();
}
作用
std::atomic<T*>避免编译器/CPU 指令重排,保证“写指针”前对象已完全构造
memory_order_acquire / release建立 happens-before 关系,防止读到半初始化对象
第一次检查无锁快速路径,已初始化时直接返回引用
第二次检查持锁后再次检查,防止并发线程重复 new
delete 拷贝禁止拷贝,确保全局唯一

C++11 以后,双检锁 + 原子指针 仍是展示“无锁快速路径 + 内存屏障”最经典范例;
日常工程直接用局部静态即可,无需手写。

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