C++实现多线程安全的单体模式(Singleton)

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本文深入解析单体模式的基本概念及其在单线程环境下的实现方式，进而探讨其在多线程环境下的安全隐患及解决策略。通过实例代码展示了一种使用互斥锁（CRITICAL_SECTION）确保多线程安全性的实现方式，并对比了不同版本的多线程安全单体模式。文章还提供了一些关键信息和后续研究方向，帮助开发者理解和应用多线程安全的单体模式。

单体模式算是最简单的设计模式，不考虑多线程，我们可能会写出这样的代码：

class Singleton
{
public:
	static Singleton* getInstance();
protected:
	Singleton(){};
	~Singleton(){};
private:
	static Singleton* Instance;
};

Singleton* Singleton::Instance = 0;

Singleton* Singleton::getInstance()
{
	if(Instance == 0) //position 1
		Instance = new Singleton();
	return Instance;
}

这段代码在单线程的情况下工作的足够好，但是在多线程下则是不安全的。比如同时有两个线程执行到position 1这个位置，那程序就悲剧了。

网上有多个版本的多线程安全的单体模式，而且有些版本的说两次检查类型的也是不安全的，但是个人测试是可以的，代码如下：

#ifndef SINGLE_H
#define SINGLE_H


#include <Windows.h>
#include <iostream>
using namespace std;

CRITICAL_SECTION m_Section;

class Locker
{
public:
	Locker()
	{
		InitializeCriticalSection(&m_Section);
	}
	~Locker(){}
	void Lock()
	{
		EnterCriticalSection(&m_Section);
	}
	void UnLock()
	{
		LeaveCriticalSection(&m_Section);
	}
};

Locker Lock;

class Singleton
{
public:
	static Singleton* getInstance();
protected:
	Singleton();
	~Singleton(){};
private:
	static Singleton* Instance;
	static HANDLE m_hMutex;
};

Singleton* Singleton::Instance = 0;
HANDLE Singleton::m_hMutex = 0;

Singleton::Singleton()
{
	m_hMutex = CreateMutexEx(NULL,NULL,0,0);
	cout<<"Constructor function."<<endl;
}

Singleton* Singleton::getInstance()
{
	if(Instance == 0)
	{
		Lock.Lock();
		if(Instance == 0)
		{
			Instance = new Singleton();
		}
		Lock.UnLock();
	}
	return Instance;
}

#endif

凑合能用。

还有很多关于多线程安全的Singleton，以后有时间再慢慢细看。