c++ - 单例中静态声明之间的差异

Question

(代码取自书籍: http://gameprogrammingpatterns.com/ 作者:Robert Nystrom)

在上面的书中，作者提供了两种不同的创建单例类的方法:

第一个:

class FileSystem
{
public:
  static FileSystem& instance()
  {
    // Lazy initialize.
    if (instance_ == NULL) instance_ = new FileSystem();
    return *instance_;
  }

private:
  FileSystem() {}

  static FileSystem* instance_;
};

第二个:

class FileSystem
{
public:
  static FileSystem& instance()
  {
    static FileSystem *instance = new FileSystem();
    return *instance;
  }

private:
  FileSystem() {}
};

后来他指出第二个是更正确的方法，因为它是线程安全的，而第一个则不是。
是什么使第二个线程安全？
这两者之间的静态声明有什么区别？

Answer 1

第一个版本不是线程安全的，因为多个线程可能会尝试在没有任何同步的情况下同时读取和修改 instance_，这会导致竞争条件。

自 C++11 起，第二个版本是线程安全的。引用自cppreference (静态局部变量部分):

If multiple threads attempt to initialize the same static local variable concurrently, the initialization occurs exactly once (similar behavior can be obtained for arbitrary functions with std::call_once)

有了这个保证，对实例的修改只会发生一次，并且并发读取没有问题。

不过，在 C++11 之前，第二个版本并不是线程安全的。