从C++单例模式到线程安全详解

2020-01-06 16:13:26王旭

实际执行时可能是这样的:


	static CSingleton* getInstance()
	{
		if (NULL == ps)
		{
			lock();//伪代码
			if (NULL == ps)
			{    //伪代码
				ps = xx;//step 3
				new sizeof(CSingleton);//step 1
				new CSingleton;//step 2
			}
		}
		return ps;
	}

如果编译器按上述顺序执行代码,考虑如下状况:

线程A 执行到step 1还未执行后面的step 2,此时ps非空,但其指向的内存里面的内容还未被构造出来,于此同时线程B 进入这个函数,判断ps非空直接返回ps,但是调用者此时访问的ps内存实际内容CSingleton还没被构造呢,这是一块地址正确大小正确但内部数据不明的东西,当然会出错(调用者一般这么调用:CSingleton::getInstance()->aa();  CSingleton::getInstance()->bb();  CSingleton::getInstance()->cc();........此时的aa,bb,cc是啥玩意儿?)。

这也是为什么加上volatile关键字仍然不可以解决同步问题,volatile只解决了编译器优化问题,却无法控制机器指令执行顺序。

很遗憾的是,C/C++本身在设计时是不考虑多线程问题的,也就是说,要处理多线程问题还要程序猿自己想办法填坑。。

说了这么多,我们要讨论的问题仍然没有解决,庆幸的是,C++ 11提供了内存栅栏技术来解决这个问题,这里不赘述,有兴趣的读者可以自己搜索资料看看,不过是一些api调罢了。

那么,C++ 11 以前的代码如何解决这个问题呢?很不幸,并没有很好的解决方案,一种可行的方案是,程序中不要到处这么调用这个单例对象:


CSingleton::getInstance()->aa(); 
CSingleton::getInstance()->bb();
CSingleton::getInstance()->cc();

而是在程序开始就初始化缓存这个单例对象:


CSingleton* const g_ps = CSingleton::getInstance();//程序一开始就缓存这个单例对象
g_ps->aa();
g_ps->bb();
g_ps->cc();

但是如此带来的问题是程序一开始就实例化了这个单例对象,对象在整个程序的声明周期存在,这貌似叫饿汉式,而之前那种叫懒汉式,孰轻孰重,只有根据实际情况取舍了。

以上就是小编为大家带来的从C++单例模式到线程安全详解全部内容了,希望大家多多支持ASPKU~


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