前段時間使用c++做項目開發,需要根據根據配置文件路徑載入全局配置文件,並對外提供唯一訪問點。面對這樣一個需求,自然的就想到了使用單例模式來創建一個單例配置對象,供外部調用。一開始想使用boost中自帶的單例類來實現,但是遺憾的是,boost中的的單例類好像只能使用無參的類構造函數,而我希望將配置文 ...
前段時間使用c++做項目開發,需要根據根據配置文件路徑載入全局配置文件,並對外提供唯一訪問點。面對這樣一個需求,自然的就想到了使用單例模式來創建一個單例配置對象,供外部調用。一開始想使用boost中自帶的單例類來實現,但是遺憾的是,boost中的的單例類好像只能使用無參的類構造函數,而我希望將配置文件路徑作為單例配置對象的構造函數參數,此外正好藉此機會使用c++自己動手實現一個單例類。
1.線程安全的c++單例類
實現線程安全的c++單例類,主要要實現以下幾點:1)構造函數私有化,即構造函數、拷貝構造函數和複製構造函數定義為private。構造函數私有化是為了防止在類外部定義類對象;拷貝構造函數私有化是為了防止拷貝行為產生多個實例;複製構造函數私有化,防止賦值產生多個實例。 2)提供靜態全局訪問點,供外部調用訪問 3)通過鎖機制或者static初始化,保證多線程訪問單例對象安全。程式如下:
清單1:單例類 config.h
1 #ifndef _CONFIG_H_ 2 #define _CONFIG_H_ 3 #include <windows.h> 4 #include <iostream> 5 using namespace std; 6 class Config 7 { 8 private: //1.構造函數私有 9 Config() 10 { 11 m_path = "config.cfg"; 12 loadGlobalConfig(); 13 } 14 Config(string path) :m_path(path) 15 { 16 loadGlobalConfig(); 17 } 18 Config(const Config &); //拷貝構造函數不實現,防止拷貝產生多個實例 19 Config & operator = (const Config &); //複製構造函數不實現,防止賦值產生多個實例 20 public: 21 static Config * getInstance() //2.提供全局訪問點 22 { 23 static Config m_singletonConfig; //3.c++11保證了多線程安全,程式退出時,釋放資源 24 return &m_singletonConfig; 25 } 26 void loadGlobalConfig() 27 { 28 //std::cout<<"111"<<std::endl; 29 //Sleep(1000); //休眠1000ms 30 //std::cout<<"222"<<std::endl; 31 //載入配置文件...... 32 } 33 private: 34 string m_path; //配置文件的路徑 35 }; 36 #endif // _CONFIG_H_
2. static線程安全測試
前面提到,c++11保證了static對象在執行構造函數初始化時的線程安全性。對此c++11中的static變數的該特性,我做了一個實驗,驗證了static類對象的構造函數線程安全性。撤銷清單1中28-30行代碼的註釋,執行main.cpp。main.cpp代碼如下:
清單2 :main.cpp
1 #include "config.h" 2 #include <thread> 3 #define THREAD_NUM 2 4 void gTestStatic() 5 { 6 Config *pConf=Config::getInstance(); 7 } 8 int main() 9 { 10 std::thread threadArray[THREAD_NUM]; 11 for (int i=0;i<THREAD_NUM;i++) 12 { 13 threadArray[i] = std::thread(&gTestStatic); 14 } 15 for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) 16 { 17 threadArray[i].join(); //主線程等待所有的線程結束 18 } 19 return 0; 20 }
清單3 : 實驗結果
1 output: 2 111 3 222
從這個實驗可以看出,一個線程在執行類的構造函數時休眠1ms,另一個線程在等待,因此static對象的構造函數確實只執行了一次。因此,c++11確實保證了static對象構造函數初始化的多線程安全。