Question

我知道线程安全单例的常见实现如下所示：

Singleton* Singleton::instance() {
   if (pInstance == 0) {
      Lock lock;
      if (pInstance == 0) {
         Singleton* temp = new Singleton; // initialize to temp
         pInstance = temp; // assign temp to pInstance
      }
   }
   return pInstance;
}

但为什么他们说这是一个线程安全的实现呢？例如，第一个线程可以通过pInstance == 0上的两个测试，创建new Singleton并将其分配给temp指针，然后开始赋值pInstance = temp （据我所知，指针赋值操作不是原子的）同时第二个线程测试第一个pInstance == 0，其中pInstance只分配了一半。它不是nullptr，但也不是有效的指针，然后从函数返回。这样的情况会发生吗？我没有在任何地方找到答案，似乎这是一个非常正确的实现，我什么都不懂

Answer 1

C ++并发规则并不安全，因为pInstance的第一次读取不受锁或类似的保护，因此不能与写入正确同步（受保护）。因此存在数据竞争，因此存在未定义的行为。这个UB的一个可能的结果正是你已经确定的：第一次检查读取了pInstance的垃圾值，它只是由不同的线程写的。

常见的解释是，在更常见的情况下（Singleton& Singleton::instance() { static Singleton s; return s; }已经有效），它可以节省获取锁（可能是时间昂贵的操作）。但是，这不安全。

由于C ++ 11及更高版本保证了函数范围的初始化，静态变量只发生一次并且是线程安全的，因此在C ++中创建单例的最佳方法是在函数中使用静态局部函数：

pInstance

请注意，不需要动态分配或指针返回类型。

在评论中提到的Voo，上面假设std::atomic<Singleton*>是一个原始指针。如果它是nth-child，则代码可以正常工作。当然，这是一个问题，原子读取是否比获取锁定慢得多，这应该通过分析来回答。尽管如此，这将是一个相当无意义的练习，因为静态局部变量在所有但非常模糊的情况下都更好。

是双重检查单例线程安全的实现吗？

1 个答案: