c++：自己動手實現線程安全的c++單例類

　　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。