Question

在C++ and the Perils of Double-Checked Locking中，有一些persudo代码可以正确地实现模式，这是作者建议的。见下文，

Singleton* Singleton::instance () {
    Singleton* tmp = pInstance;
    ... // insert memory barrier (1)
    if (tmp == 0) {
        Lock lock;
        tmp = pInstance;
        if (tmp == 0) {
            tmp = new Singleton;
            ... // insert memory barrier (2)
            pInstance = tmp;
        }
    }
    return tmp;
}

我只是想知道第一个内存屏障是否可以在return语句的正上方移动？

编辑：另一个问题：在链接文章中，引用vidstige

从技术上讲，您不需要完全双向障碍。第一道屏障必须防止单身人士的建设向下迁移（通过另一个线程）;第二道屏障必须防止向上迁移 pInstance的初始化。这些被称为“获得”和 “释放”操作，可能会产生比完整更好的性能硬件上的障碍（例如Itainum）作出区分。

它说第二个屏障不需要是双向的，那么如何防止pInstance的赋值在该屏障之前被移动？即使第一道屏障可以阻止向上迁移，但另一个线程仍然有机会看到未初始化的成员。

编辑：我想我几乎理解了第一道屏障的目的。正如sonicoder所指出的，当if返回true时，分支预测可能导致tmp为NULL。为了避免这个问题，必须有一个获取障碍，以防止在读取if之前读取tmp。

第一个屏障与第二个屏障配对以实现与同步关系，因此可以向下移动。

编辑：对于对此问题感兴趣的人，我强烈建议您阅读memory-barriers.txt。

Answer 1

我没有看到任何与您的问题相关的正确答案，所以我决定在三年多之后发布一个;）

我只是想知道第一个记忆障碍是否能够正确移动在返回声明之上？

是的，它可以。

对于不会进入if语句的线程，即pInstance已经构建并正确初始化，并且可见。

第二个屏障（pInstance = tmp;之前的屏障）保证在提交pInstance = tmp;之前将单例成员字段的初始化提交到内存。 但这并不一定意味着其他线程（在其他核心上）会以相同的顺序看到这些记忆效应 （反直觉，对吧？）。第二个线程可能会在缓存中看到指针的新值，但尚未看到那些成员字段。当它通过解除引用指针（例如，p->data）来访问成员时，该成员的地址可能已经在高速缓存中，但不是所需的地址。砰!读取错误的数据。请注意，这不仅仅是理论上的。 There are systems您需要执行缓存一致性指令（例如，内存屏障）以从内存中提取新数据。

这就是为什么第一道屏障就在那里。它还解释了为什么可以在return语句之前放置它（但它必须在Singleton* tmp = pInstance;之后。）

它说第二道屏障不需要是双向的，所以它如何防止pInstance的赋值被移动之前那障碍？

写屏障保证 在它之后的每次写入之前的每次写入都会有效地发生 。这是一个停止标志，没有写入可以将它交叉到另一边。有关更详细的说明，请参阅here。

Answer 2

不，内存屏障不能移动到赋值语句之下，因为内存屏障可以保护分配不被向上迁移。来自链接的文章：

第一道屏障必须防止单身人士的向下迁移建筑（由另一个线程）;该第二道屏障必须防止向上 pInstance的迁移初始化。

侧面说明：单一的双重检查锁定模式仅在您有巨大的性能要求时才有用。

你有没有想过你的二进制文件并将单身人士访问视为瓶颈？如果没有机会你不需要打扰双重锁定模式。

我建议使用简单的锁。

双重检查锁定模式

2 个答案: