我们最近在EECS课上讨论了这个话题。如果您想详细查看课堂讲稿，请访问http://umich.edu/~eecs381/讲座/习语DesPattsCreational.pdf。这些笔记（以及我在这个答案中给出的引文）由我的教授大卫·基拉斯创建。

我知道有两种方法可以正确创建Singleton类。

第一种方式：

按照示例中的方式实现它。至于破坏，“单线程通常会持续程序运行的时间；当程序终止时，大多数操作系统都会恢复内存和大多数其他资源，因此有理由不用担心这一点。”

然而，在程序终止时进行清理是一种很好的做法。因此，您可以使用辅助静态SingletonDestructor类来完成此操作，并将其声明为Singleton中的朋友。

class Singleton {
public:
  static Singleton* get_instance();
  
  // disable copy/move -- this is a Singleton
  Singleton(const Singleton&) = delete;
  Singleton(Singleton&&) = delete;
  Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
  Singleton& operator=(Singleton&&) = delete;

  friend class Singleton_destroyer;

private:
  Singleton();  // no one else can create one
  ~Singleton(); // prevent accidental deletion

  static Singleton* ptr;
};

// auxiliary static object for destroying the memory of Singleton
class Singleton_destroyer {
public:
  ~Singleton_destroyer { delete Singleton::ptr; }
};

// somewhere in code (Singleton.cpp is probably the best place) 
// create a global static Singleton_destroyer object
Singleton_destoyer the_destroyer;

Singleton_destroyer将在程序启动时创建，“当程序终止时，所有全局/静态对象都会被运行库关闭代码（由链接器插入）破坏，因此_destroyer将被破坏；其析构函数将删除Singleton，运行其析构器。”

第二条路

这叫做Meyers Singleton，由C++向导Scott Meyers创建。只需以不同的方式定义get_instance（）。现在还可以去掉指针成员变量。

// public member function
static Singleton& Singleton::get_instance()
{
  static Singleton s;
  return s;
}

这很简单，因为返回的值是通过引用的，您可以使用。语法而不是->来访问成员变量。

“编译器通过声明，而不是之后，然后在程序中删除静态对象结束"

还需要注意的是，使用Meyers Singleton时，如果对象在终止-相对于其他对象，Singleton何时消失？但对于简单的应用程序，这很好。"

作为单身汉，你通常不希望它被破坏。

当程序终止时，它将被拆除并释放，这是单例的正常行为。如果您希望能够显式地清理它，那么向类中添加一个静态方法非常容易，该方法允许您将其恢复到干净状态，并在下次使用时重新分配，但这超出了“经典”单例的范围。

上面链接的论文描述了双重检查锁定的缺点，即编译器可以在调用对象的构造函数之前为对象分配内存并设置指向分配内存地址的指针。在c++中，使用分配器手动分配内存，然后使用构造调用初始化内存是非常容易的。使用这种方法，双重检查锁定工作正常。

您可以避免内存分配。有很多变体，在多线程环境中都有问题。

我更喜欢这种实现（事实上，我更喜欢的说法并不正确，因为我尽可能避免单例）：

class Singleton
{
private:
   Singleton();

public:
   static Singleton& instance()
   {
      static Singleton INSTANCE;
      return INSTANCE;
   }
};

它没有动态内存分配。

C++11线程安全实现：

 #include <iostream>
 #include <thread>


 class Singleton
 {
     private:
         static Singleton * _instance;
         static std::mutex mutex_;

     protected:
         Singleton(const std::string value): value_(value)
         {
         }
         ~Singleton() {}
         std::string value_;

     public:
         /**
          * Singletons should not be cloneable.
          */
         Singleton(Singleton &other) = delete;
         /**
          * Singletons should not be assignable.
          */
         void operator=(const Singleton &) = delete;

         //static Singleton *GetInstance(const std::string& value);
         static Singleton *GetInstance(const std::string& value)
         {
             if (_instance == nullptr)
             {
                 std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
                 if (_instance == nullptr)
                 {
                     _instance = new Singleton(value);
                 }
             }
             return _instance;
         }

         std::string value() const{
             return value_;
         }
 };

 /**
  * Static methods should be defined outside the class.
  */
 Singleton* Singleton::_instance = nullptr;
 std::mutex Singleton::mutex_;


 void ThreadFoo(){
     std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
     Singleton* singleton = Singleton::GetInstance("FOO");
     std::cout << singleton->value() << "\n";
 }

 void ThreadBar(){
     std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
     Singleton* singleton = Singleton::GetInstance("BAR");
     std::cout << singleton->value() << "\n";
 }

 int main()
 {
     std::cout <<"If you see the same value, then singleton was reused (yay!\n" <<
                 "If you see different values, then 2 singletons were created (booo!!)\n\n" <<
                 "RESULT:\n";
     std::thread t1(ThreadFoo);
     std::thread t2(ThreadBar);
     t1.join();
     t2.join();
     std::cout << "Complete!" << std::endl;

     return 0;
 }

除了这里的其他讨论之外，可能值得注意的是，您可以使用全局性，而不限于一个实例。例如，考虑引用计数的情况。。。

struct Store{
   std::array<Something, 1024> data;
   size_t get(size_t idx){ /* ... */ }
   void incr_ref(size_t idx){ /* ... */}
   void decr_ref(size_t idx){ /* ... */}
};

template<Store* store_p>
struct ItemRef{
   size_t idx;
   auto get(){ return store_p->get(idx); };
   ItemRef() { store_p->incr_ref(idx); };
   ~ItemRef() { store_p->decr_ref(idx); };
};

Store store1_g;
Store store2_g; // we don't restrict the number of global Store instances

现在，在函数（如main）中的某个位置，您可以执行以下操作：

auto ref1_a = ItemRef<&store1_g>(101);
auto ref2_a = ItemRef<&store2_g>(201); 

ref不需要将指针存储回各自的store，因为这些信息是在编译时提供的。您也不必担心Store的生存期，因为编译器要求它是全局的。如果确实只有一个Store实例，那么这种方法没有开销；在不止一个实例的情况下，编译器需要对代码生成进行巧妙处理。如果需要，ItemRef类甚至可以成为Store的朋友（您可以有模板朋友！）。

如果Store本身是一个模板化的类，那么事情就变得更糟了，但是仍然可以使用这个方法，也许可以通过实现具有以下签名的helper类：

template <typename Store_t, Store_t* store_p>
struct StoreWrapper{ /* stuff to access store_p, e.g. methods returning 
                       instances of ItemRef<Store_t, store_p>. */ };

用户现在可以为每个全局Store实例创建StoreWrapper类型（和全局实例），并始终通过其包装器实例访问商店（从而忘记使用Store所需的模板参数的详细信息）。