Meyer's Singleton 局部静态变量

参考: https://blog.csdn.net/lgfun/article/details/105810039 (opens new window)

函数内部的静态局部变量的初始化, 是在函数第一次调用时执行; 在之后的调用中不会对其初始化。

C++11规定, 静态局部变量在多线程情况下初始化，由编译器保证其是线程安全的。因此可以借用此特性得到一种目前最安全便捷的单例模式，即在函数内部定义static局部变量作为单例。这就是Effective C++ 中提出的 Meyers' Singleton

这样，只有当第一次访问getInstance()方法时才创建实例。C++0x之后该实现是线程安全的，C++0x之前仍需加锁。

class Singleton
{
private:
	Singleton() { };
	~Singleton() { };
	Singleton(const Singleton&);
	Singleton& operator=(const Singleton&);
public:
	static Singleton& getInstance() 
  {
		static Singleton instance;
		return instance;
	}
};

验证:

#include <iostream>
#include <thread>

class Singleton {
    private:
        Singleton() {
            std::cout << "构造函数" << std::endl;
        };
        ~Singleton() {
            std::cout << "析构函数" << std::endl;
        };
    public:
        Singleton(const Singleton&)            = delete;
        Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
    public:
        static Singleton& getInstance() {
            //返回local static的引用
            static Singleton instance;
            return instance;
        }
};

int main(void)
{
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        std::thread([]() {
            std::cout << &Singleton::getInstance() << std::endl;
        }).join();
    }
    std::cout << &Singleton::getInstance() << std::endl;
    return 0;
}

补充：C++中static对象的初始化

non-local static对象（函数外）

C++规定，non-local static 对象的初始化发生在main函数执行之前，也即main函数之前的单线程启动阶段，所以不存在线程安全问题。但C++没有规定多个non-local static 对象的初始化顺序，尤其是来自多个编译单元的non-local static对象，他们的初始化顺序是随机的。

local static 对象（函数内）

对于local static 对象，其初始化发生在控制流第一次执行到该对象的初始化语句时。多个线程的控制流可能同时到达其初始化语句。

在C++11之前，在多线程环境下local static对象的初始化并不是线程安全的。具体表现就是：如果一个线程正在执行local static对象的初始化语句但还没有完成初始化，此时若其它线程也执行到该语句，那么这个线程会认为自己是第一次执行该语句并进入该local static对象的构造函数中。这会造成这个local static对象的重复构造，进而产生内存泄露问题。所以，local static对象在多线程环境下的重复构造问题是需要解决的。

而C++11则在语言规范中解决了这个问题。C++11规定，在一个线程开始local static 对象的初始化后到完成初始化前，其他线程执行到这个local static对象的初始化语句就会等待，直到该local static 对象初始化完成。