C++ 11：用於延遲初始化的安全雙重檢查鎖定。可能？

考慮到線程安全的雙重檢查鎖定（對於單例或惰性初始化），我已經閱讀了很多問題。在一些線程中，答案是模式完全被破壞，另一些則提出瞭解決方案。C++ 11：用於延遲初始化的安全雙重檢查鎖定。可能？

所以我的問題是：有沒有辦法在C++中編寫完全線程安全的雙重檢查鎖定模式？如果是這樣，它是怎樣的。

我們可以假設C++ 11，如果這樣做更容易。據我所知，C++ 11改進了內存模型，可以產生所需的改進。

我知道在Java中可以通過使用雙重檢查保護變量volatile。由於C++ 11從Java中借用了大部分內存模型，所以我認爲這可能是可能的，但是如何呢？

2012-09-06 gexicide

如果您可以使用C++ 11，則忽略整個雙重檢查的鎖定業務並使用靜態局部變量或'std :: call_once'。 –

靜態本地人是懶惰初始化？關於'call_once'：如何確保一次調用不會將未完全創建的引用寫入變量？ – gexicide

是的，靜態locals是以線程安全的方式懶惰地初始化的。 'call_once'確保主題只被調用過一次;並且在實際執行該函數的那個函數返回之前，沒有其他調用'call_once'返回（您可以在http://en.cppreference.com/w/cpp/thread/call_once處閱讀更多內容）。它如何做到這一點取決於實施。這兩件事基本上存在，所以你不想再寫更多的錯誤雙重檢查鎖定實現。 –

只需使用一個靜態的局部變量延遲初始化單身，就像這樣：

MySingleton* GetInstance() { 
    static MySingleton instance; 
    return &instance; 
}

的（C++ 11）標準已經保證了靜態變量的線程安全的方式初始化，它很可能是這至少和你自己寫的任何東西一樣強大和高效。

初始化的threadsafety可以在（C++ 11）標準的§6.7.4中找到：

如果控制進入聲明同時而可變正在初始化，併發執行應等待初始化完成。

來源

2012-09-06 14:28:03 Grizzly

+11

這是瘋了。爲什麼，哦，爲什麼，如果它可以**從不**爲'null'，你會返回一個指針嗎？ –

@MatthieuM .:主要是因爲它使人們不太願意複製潛在的對象。當然，一個精心設計的單身**不應該有一個複製構造函數，但仍然。我真的不明白在這種情況下，參考價值回報與價值回報有什麼關係。所以我幾乎不會說那種瘋狂。 – Grizzly

@Grizzly：如果一個對象不應該是可複製的，則由該對象來執行。如果一個對象應該有一個全局可訪問的實例，那麼應該有一個函數來處理它（和你的一樣）。這兩件事是分開的，沒有理由將它們結合起來。這就是爲什麼Singleton模式很愚蠢。 – GManNickG

既然你想看到一個有效的DCLP C++ 11實現，這裏是一個。

在灰熊的回答中，該行爲完全線程安全並且與GetInstance()完全相同。

std::mutex mtx; 
std::atomic<MySingleton *> instance_p{nullptr}; 

MySingleton* GetInstance() 
{ 
    auto *p = instance_p.load(std::memory_order_acquire); 

    if (!p) 
    { 
     std::lock_guard<std::mutex> lck{mtx}; 

     p = instance_p.load(std::memory_order_relaxed); 
     if (!p) 
     { 
      p = new MySingleton; 
      instance_p.store(p, std::memory_order_release); 
     } 
    } 

    return p; 
}

來源

2017-08-19 04:09:11 LWimsey

實際上，您希望將函數外部的全局變量「mtx」和「instance_p」聲明爲全局變量，而不是函數內的靜態變量，因爲否則您將爲編譯器的內部檢查付出代價在_every_調用時調用'mtx'和'instance_p'，從而克服了雙重檢查鎖定的問題（因爲在性能方面你可能只是將單例聲明爲靜態）。 – BeeOnRope

@BeeOnRope有效的點..我已經做了這個改變。 – LWimsey

你可能想補充一點，你基本上不想寫這個代碼。 Grizzly的回答更加簡潔，加上編譯器可能會在未來插入更多的魔法，使其比此代碼更快。 – gexicide

C++ 11：用於延遲初始化的安全雙重檢查鎖定。可能？

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