c++单例类双重判断加锁

### 实现带有双重检查锁定的单例模式

为了优化性能并减少不必要的锁开销，在C++中可以采用双重检查锁定（Double-Checked Locking Pattern）。这种方法通过引入额外的`nullptr`检查来避免每次访问实例时都进行加锁操作。

下面是一个改进后的实现方式：

class Singleton {
private:
    static std::atomic<Singleton*> instance;
    static std::mutex mutex;

    Singleton() {}

public:
    static Singleton* getInstance() {
        Singleton* localInstance = instance.load(std::memory_order_relaxed);
        if (localInstance == nullptr) { // First check without lock
            std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
            localInstance = instance.load(std::memory_order_acquire);
            if (localInstance == nullptr) { // Second check with lock
                localInstance = new Singleton();
                instance.store(localInstance, std::memory_order_release);
            }
        }
        return localInstance;
    }

    ~Singleton() {}
};
std::atomic<Singleton*> Singleton::instance(nullptr);
std::mutex Singleton::mutex;

在这个例子中，使用了原子变量 `std::atomic<T>` 来存储单例指针，并设置了恰当的记忆序（Memory Order），以确保多线程环境下的可见性和顺序性[^1]。此外，两次对 `m_Instance` 的检测减少了竞争条件的发生概率，提高了效率。

值得注意的是，早期版本可能存在一些问题，比如每次都获取锁会带来较高的开销；而在某些平台上可能会遇到指令重排序带来的竞态条件风险。因此上述代码采用了更安全的做法，即先不带锁地读取一次共享数据，只有当确实需要初始化的时候才真正进入临界区执行同步逻辑[^4]。