Question

我正在阅读关于DCLP（双重检查锁定模式），我不确定我是否正确。当使用原子来创建锁时（如DCLP fixed in C++11中所述），有两件事情不明确：

在文章的代码中：

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如果我在“load（）”中获取围栏会发生什么，但是tmp不是nullptr，我只是返回？难道我们不应该说出CPU可以“释放栅栏”的位置吗？

如果不需要释放围栏，我们为什么要获得并释放？有什么区别？

Surly我错过了一些基本的东西......

如果我正确地得到了这篇文章，那么这也是实现DCLP的正确方法吗？

std::atomic<Singleton*> Singleton::m_instance;
std::mutex Singleton::m_mutex;

Singleton* Singleton::getInstance() {
    Singleton* tmp = m_instance.load(std::memory_order_acquire);
    if (tmp == nullptr) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex);
        tmp = m_instance.load(std::memory_order_relaxed);
        if (tmp == nullptr) {
            tmp = new Singleton;
            m_instance.store(tmp, std::memory_order_release);
        }
    }
    return tmp;
}

换句话说，不是查看实例，而是使用原子布尔值来确保DCLP正常工作，而第二个tmp内部的任何内容都可以同步并运行一次。这是对的吗？

谢谢！

编辑：注意我不是要问这个问题来实现单例，而只是为了更好地理解栅栏和原子的概念以及它如何修复DCLP。这是一个理论问题。

Answer 1

如果我在“load（）”中获取围栏会发生什么，但是tmp不是nullptr，我只是返回？我们不应该说出CPU可以“释放栅栏”的位置吗？

没有。当商店进入m_instance时，就会完成发布。如果你加载m_instance并且它不是null，那么发布已经发生在早期，你不需要这样做。

你没有“获得围栏”和“释放围栏”，就像你获得了一个互斥锁一样。这不是什么围栏。围栏只是一个没有相关内存位置的获取或释放操作。并且围栏在这里并不真正相关，因为所有获取和释放操作都有一个相关的内存位置（原子对象m_instance）。

您不必在匹配对中获得+版本，例如互斥锁+解锁。您可以执行一个释放操作来存储值，并且可以使用任意数量的获取操作（零个或多个）来加载该值并观察其效果。

加载/存储上的获取/释放语义与加载/存储任一侧的操作顺序相关，以防止重新排序。

对变量A的非宽松原子存储（即释放操作）将与同一变量A的后续非宽松原子加载（即获取操作）同步。

正如C ++标准所说：

非正式地，对A强制执行释放操作对其他内存位置的影响，以便以后在A上执行消耗或获取操作的其他线程可见。

因此，在您引用的DCLP代码中，m_instance.store(tmp, memory_order_release)是m_instance的存储，是一个发布操作。 m_instance.load(memory_order_acquire)是m_instance的加载，是获取操作。内存模型表示非空指针的存储与任何看到非空指针的负载同步，这意味着在任何线程可以加载非空之前，保证new Singleton的所有效果都已完成来自tmp的空值。这解决了前C ++ 11双重检查锁定的问题，其中在完全构造对象之前，tmp的存储可能对其他线程可见。

换句话说，不是查看实例，而是使用原子布尔值来确保DCLP正常工作，而第二个tmp内部的任何内容都可以同步并运行一次。这是对的吗？

不，因为您在此处存储false：

        // store back the tmp atomically
        is_first.store(tmp, std::memory_order_release);

这意味着在下一次调用函数时，您创建了另一个Singleton并泄漏了第一个函数。它应该是：

        is_first.store(true, std::memory_order_release);

如果你解决了这个问题，我认为这是正确的，但在典型的实现中，它使用更多内存（sizeof(atomic<bool>)+sizeof(Singleton*)可能超过sizeof(atomic<Singleton*>)），并将逻辑拆分为两个变量（布尔值和一个指针）就像你做的那样，你更容易出错。因此，与原始方法相比没有优势，其中指针本身也用作布尔值，因为您直接查看指针，而不是某些可能未正确设置的布尔值。

C ++ 11中的双重检查锁定模式（DCLP）的实现是否正确？

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