面向对象设计与分析40讲(17)双重检查锁定(double-checked locking)范式

本文主要是介绍面向对象设计与分析40讲(17)双重检查锁定(double-checked locking)范式,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

双重检查锁定(也称为“双重检查锁定优化”)是一种用于减少获取锁的开销的软件设计模式。它通过在获取锁之前测试锁定条件(即“锁提示”)来实现。只有在锁定条件检查表明需要锁定时才会进行锁定操作。

#include <atomic>
#include <mutex>class Singleton {public:static Singleton* GetInstance();private:Singleton() = default;static std::atomic<Singleton*> s_instance;static std::mutex s_mutex;
};Singleton* Singleton::GetInstance() {Singleton* p = s_instance.load(std::memory_order_acquire); // Aif (p == nullptr) { // 1st checkstd::lock_guard<std::mutex> lock(s_mutex);p = s_instance.load(std::memory_order_relaxed);if (p == nullptr) { // 2nd (double) checkp = new Singleton();s_instance.store(p, std::memory_order_release); // B}}return p;
}

memory_order_acquire主要保证两个事情:

  • 相同原子变量的release操作此处可见
  • 创建一个同步(synchronization)边界,任何读写都不会被重排到该操作之前

memory_order_release主要保证两个事情:

  • 内存写操作对acquire相同原子变量的线程可见
  • 创建一个同步(synchronization)边界,任何读写都不会被重排到该操作之后

即假设A、B两个线程同时运行于A、B点,B的release操作对线程A可见。同时p = new Singleton()的读写操作不会被重排到B点之后。

C++ 11提供了基于该范式实现的基础设施std::once_flag和std::call_once:

#include <mutex>
#include <optional> // Since C++17// Singleton.h
class Singleton {public:static Singleton* GetInstance();private:Singleton() = default;static std::optional<Singleton> s_instance;static std::once_flag s_flag;
};// Singleton.cpp
std::optional<Singleton> Singleton::s_instance;
std::once_flag Singleton::s_flag{};Singleton* Singleton::GetInstance() {std::call_once(Singleton::s_flag,[]() { s_instance.emplace(Singleton{}); });return &*s_instance;
}

这篇关于面向对象设计与分析40讲(17)双重检查锁定(double-checked locking)范式的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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