問(wèn)題

在設(shè)計(jì)模式中，有一個(gè)很經(jīng)典的模式-單例模式，它可能是實(shí)現(xiàn)上最簡(jiǎn)單的模式，在代碼中也經(jīng)常使用，在單線(xiàn)程下，毫無(wú)疑問(wèn)延遲化加載是比較常用的，但是在多線(xiàn)程條件下，單例模式的延遲加載可能就會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。

如以下的代碼：

T* GetInstance() {if (pInst == NULL){pInst = new T;}return pInst; }

如果檢測(cè)代碼和實(shí)例化代碼不是同一線(xiàn)程，則很容易出現(xiàn)返回NULL的現(xiàn)象。

經(jīng)典的單例模式下的雙重檢測(cè)

解決以上問(wèn)題就是加并發(fā)鎖，我們將需要實(shí)例化的對(duì)象加鎖，于是有了以下代碼：

T* GetInstance() {if (pInst == NULL){lock();if (pInst == NULL)pInst = new T;unlock();}return pInst; }

為什么要用兩層if檢查，第一層的if檢查是因?yàn)楫?dāng)實(shí)例為空的時(shí)候，才去對(duì)實(shí)例加鎖，這樣可以避免多次對(duì)lock資源的調(diào)用，當(dāng)?shù)诙觟f檢測(cè)的時(shí)候，才是程序要對(duì)程序進(jìn)行初始化。

乍看這種代碼是沒(méi)有問(wèn)題的，但是問(wèn)題的來(lái)源是CPU的亂序執(zhí)行，C++的New操作實(shí)際上包含了兩個(gè)步驟：

分配內(nèi)存

調(diào)用構(gòu)造函數(shù)

所以pInst = new T包含了三個(gè)步驟：

分配內(nèi)存

在內(nèi)存的位置上調(diào)用構(gòu)造函數(shù)

將內(nèi)存的地址賦值給pInst

因?yàn)?2)和(3)是可以顛倒的，所以可以出現(xiàn)這樣的情況：pInst的值已經(jīng)不是NULL，但對(duì)象仍然沒(méi)有構(gòu)造完畢。如果另外一個(gè)線(xiàn)程對(duì)GetInstance的調(diào)用，此時(shí)第一個(gè)if為false，這樣就會(huì)返回一個(gè)未構(gòu)造完成的對(duì)象，此時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致程序崩潰。

解決思路

許多體系結(jié)構(gòu)都提供barrier指令，POWERPC提供了其中一條名為lwsync的指令，我們可以這樣來(lái)保證線(xiàn)程安全:

#define barrier() __asm__ volatile ("lwsyc") volatile T* pInst = 0; T* GetInstance() {if (!pInst) {lock();if (!pInst){T* temp = new T;barrier()pInst = temp;}unlock();}return pInst; }

由于barrier的存在，對(duì)象的構(gòu)造一定會(huì)在barrier執(zhí)行之前完成，所以這樣不會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的[C++][线程安全]单例模式下双检查锁和线程的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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