asp.net中C++單例實現(xiàn)問題分析_.Net教程

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 　　方案一

　　這是最簡單的版本，在單線程下(或者是C++0X下)是沒任何問題的，但在多線程下就不行了，因為static QMManager instance_;這句話不是線程安全的。

　　在局部作用域下的靜態(tài)變量在編譯時，編譯器會創(chuàng)建一個附加變量標識靜態(tài)變量是否被初始化，會被編譯器變成像下面這樣(偽代碼)：

　　這里有競爭條件，兩個線程同時調用instance()時，一個線程運行到if語句進入后還沒設constructed值，此時切換到另一線程，constructed值還是false，同樣進入到if語句里初始化變量，兩個線程都執(zhí)行了這個單例類的初始化，就不再是單例了。

　　方案二

　　一個解決方法是加鎖：

　　但這樣每次調用instance()都要加鎖解鎖，代價略大。

　　方案三

　　那再改變一下，把內部靜態(tài)實例變成類的靜態(tài)成員，在外部初始化，也就是在include了文件，main函數(shù)執(zhí)行前就初始化這個實例，就不會有線程重入問題了：

　　這被稱為餓漢模式，程序一加載就初始化，不管有沒有調用到。

　　看似沒問題，但還是有坑，在一個2B情況下會有問題：在這個單例類的構造函數(shù)里調用另一個單例類的方法可能會有問題。

　　看例子：

　　這里QMManager的構造函數(shù)調用了QMSqlite的instance函數(shù)，但此時QMSqlite::instance_可能還沒有初始化。

　　這里的執(zhí)行流程：程序開始后，在執(zhí)行main前，執(zhí)行到QMManager QMManager::instance_;這句代碼，初始化QMManager里的instance_靜態(tài)變量，調用到QMManager的構造函數(shù)，在構造函數(shù)里調用QMSqlite::instance()，取QMSqlite里的instance_靜態(tài)變量，但此時QMSqlite::instance_還沒初始化，問題就出現(xiàn)了。

　　那這里會crash嗎，測試結果是不會，這應該跟編譯器有關，靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)空間應該是先被分配了，在調用QMManager構造函數(shù)前，QMSqlite成員函數(shù)在內存里已經存在了，只是還未調到它的構造函數(shù)，所以輸出是這樣：

　　QMManager constructor

　　QMSqlite do_something

　　QMSqlite constructor

　　方案四

　　那這個問題怎么解決呢，單例對象作為靜態(tài)局部變量有線程安全問題，作為類靜態(tài)全局變量在一開始初始化，有以上2B問題，那結合下上述兩種方式，可以解決這兩個問題。boost的實現(xiàn)方式是：單例對象作為靜態(tài)局部變量，但增加一個輔助類讓單例對象可以在一開始就初始化。如下：

　　結合方案3的.cpp，這下可以看到正確的輸出和調用了：

　　QMManager constructor

　　QMSqlite constructor

　　QMSqlite do_something

　　來看看這里的執(zhí)行流程：

　　初始化QMManager類全局靜態(tài)變量create_object_

　　->調用object_creator的構造函數(shù)

　　->調用QMManager::instance()方法初始化單例

　　->執(zhí)行QMManager的構造函數(shù)

　　->調用QMSqlite::instance()

　　->初始化局部靜態(tài)變量QMSqlite instance

　　->執(zhí)行QMSqlite的構造函數(shù)，然后返回這個單例。

　　跟方案三的區(qū)別在于QMManager調用QMSqlite單例時，方案3是取到全局靜態(tài)變量，此時這個變量未初始化，而方案四的單例是靜態(tài)局部變量，此時調用會初始化。

　　跟最初方案一的區(qū)別是在main函數(shù)前就初始化了單例，不會有線程安全問題。

　　最終boost

　　上面為了說明清楚點去除了模版，實際使用是用模版，不用寫那么多重復代碼，這是boost庫的模板實現(xiàn)：

　　其實Boost庫這樣的實現(xiàn)像打了幾個補丁，用了一些奇技淫巧，雖然確實繞過了坑實現(xiàn)了需求，但感覺挺不好的。

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