Meyers 的单例实现如何在 C 11 中实现线程安全效率？

迈耶斯的单例实现揭秘

单例设计模式确保一个类在整个程序执行过程中只有一个实例。 Meyers 在 C 11 中实现的 Singleton 因其效率和线程安全性而经常受到赞扬。让我们深入研究一下它是如何实现这些目标的。

理解 Meyers 的实现

Meyers 的 Singleton 实现利用 static 关键字和函数本地存储来创建唯一的实例一个物体。 Singleton 类中定义的函数instance() 返回对单例实例的引用。

static Singleton& instance()
{
  static Singleton s;
  return s;
}

应用于变量 s 的 static 关键字确保它具有静态存储持续时间，这意味着它在程序并具有固定的内存地址。函数本地存储可防止创建 s 的多个实例，从而有效地强制实施单例模式。

幕后线程安全

Meyers 的实现在幕后利用了杠杆线程安全机制确保即使在多线程环境中也只创建一个单例实例。 C 11 的原子操作，即 std::atomic，用于管理保护变量 __guard。首先访问 Singleton 对象的线程将 __guard 设置为 true，防止其他线程创建额外的实例。

优点和缺点

与其他 Singleton 实现（如经典）相比Java 中的单例模式，Meyers 的实现提供了几种优点：

• 效率：它的静态存储持续时间消除了对锁定机制或双重检查的需要。
• 线程安全：原子操作确保线程安全操作而不影响性能。

但是， Meyers 的实现可能不适合需要销毁或重新初始化 Singleton 对象的场景。

结论

Meyers 在 C 11 中对 Singleton 的实现提供了一种实现单例模式的高性能且线程安全的方法。通过利用静态存储时长和原子操作，有效保证对象只有一个实例存在，简化了实现并增强了其可靠性。

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