C 11 的初始化保证可以取代线程安全单例实现的互斥体吗？

在 C 11 中实现多线程安全单例而不使用互斥体

C 11 引入了多线程功能，可以有效处理并发执行。本文探讨了在 C 11 中实现延迟初始化单例的无锁方法，避免使用重量级互斥体来优化性能。

使用原子操作的原始方法

所提出的方法尝试通过使用原子操作来避免互斥。然而，建议的实现依赖 CAS（比较和交换）来防止竞争条件，并且可能容易受到微妙的并发问题的影响。

C 11 的显式初始化保证

C 11 引入了有关静态数据成员初始化的强大语言保证。根据 C 11 标准的 §6.7 [stmt.dcl] p4：

If control enters the declaration concurrently while the variable is being initialized, the concurrent execution shall wait for completion of the initialization.

这意味着在 C 11 下，无需显式锁定即可实现静态变量的延迟初始化，因为编译器将确保正确的初始化初始化同步。

使用静态成员函数实现单例

要利用 C 11 的初始化保证，可以使用一个简单的静态成员函数来访问单例实例：

<code class="cpp">static Singleton& get() {
  static Singleton instance;
  return instance;
}</code>

此实现确保单例实例的线程安全初始化，无需显式锁定，使其成为 C 11 环境中的可行选项。

结论

虽然自定义无锁单例实现是可能的，但它们可能很复杂且难以正确实现。在 C 11 中，内置的初始化保证为多线程安全单例实现提供了简单且更可靠的解决方案，从而消除了复杂的低级同步的需要。

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