從C++單例形式到線程平安詳解。本站提示廣大學習愛好者：（從C++單例形式到線程平安詳解）文章只能為提供參考，不一定能成為您想要的結果。以下是從C++單例形式到線程平安詳解正文
先看一個最復雜的教科書式單例形式：
class CSingleton
{
public:
static CSingleton* getInstance()
{
if (NULL == ps)
{//tag1
ps = new CSingleton;
}
return ps;
}
private:
CSingleton(){}
CSingleton & operator=(const CSingleton &s);
static CSingleton* ps;
};
CSingleton* CSingleton::ps = NULL;
有2個要點：
1.private的結構函數和=操作符，用於避免類外的實例化和被復制；
2.static的類指針和get辦法。
在大少數單線程狀況下，以上代碼大都會運轉得很好，除非遇到中綴：
1.當順序運轉到tag1 處觸發了中綴；
2.中綴處置順序恰調用的也是getInstance函數。
可想而知，這和多線程的狀況相似，假定線程A 運轉到tag1處，還沒來得及new，此時ps依然是NULL，線程B（或中綴處置順序） 同時也運轉到此經過if判別，那麼將會實例化2個CSingleton對象，顯然是不對的。
為理解決上述問題，自但是然，最容易想到也最常用的辦法是加鎖，因而getInstance改成這樣：
static CSingleton* getInstance()
{
lock();//偽代碼
if (NULL == ps)
{
ps = new CSingleton;
}
return ps;
}
加了鎖當前貌似處理了上述問題，但也異樣帶來了新的問題：假如順序四處是諸如：
CSingleton::instance()->aaaa(); CSingleton::instance()->bbbb(); CSingleton::instance()->cccc();
這樣的調用，除了第一次的lock()有用外，前面的都是在做無用功，lock()的代價說大不大，但在某些狀況下還是會進步順序延遲，這對追求完滿的順序猿來說是完全無法承受的。
於是乎，咱想出了一個方法：
static CSingleton* getInstance()
{
if (NULL == ps)//這裡加了次判別，只要第一次才會為true而調用lock()
{
lock();//偽代碼
if (NULL == ps)
{
ps = new CSingleton;
}
}
return ps;
}
很久當前我才知道，這個辦法有個很矮小上的名字，叫做雙重反省鎖定形式，簡稱DCLP(Double Checked Locking Pattern)。
DCLP很好地處理了屢次調用不用要的lock()。
但是，你們以為這樣就完了？too young。。
DCLP在多線程下依然存在2個基本問題：
1.順序的指令執行順序不確定；
2.編譯器優化問題。
先說2，在某些編譯器下，以上的兩個if判別只會執行一個，甚至一個都不執行，緣由是編譯器以為至多有一個if判別是多余的，它自動協助我們優化了代碼。
再說1，ps = new CSingleton; 這條語句會被拆分為這樣的三個步驟執行：
1.為要new的對象開拓一塊內存；
2.結構該對象，填入這塊內存；
3.將ps指針指向這塊內存。
以上三個步驟，2和3的順序是不確定的，能夠先2後3，也能夠先3後2。。。
實踐執行時能夠是這樣的：
static CSingleton* getInstance()
{
if (NULL == ps)
{
lock();//偽代碼
if (NULL == ps)
{ //偽代碼
ps = xx;//step 3
new sizeof(CSingleton);//step 1
new CSingleton;//step 2
}
}
return ps;
}
假如編譯器按上述順序執行代碼，思索如下情況：
線程A 執行到step 1還未執行前面的step 2，此時ps非空，但其指向的內存外面的內容還未被結構出來，於此同時線程B 進入這個函數，判別ps非空直接前往ps，但是調用者此時訪問的ps內存實踐內容CSingleton還沒被結構呢，這是一塊地址正確大小正確但外部數據不明的東西，當然會出錯(調用者普通這麼調用:CSingleton::getInstance()->aa(); CSingleton::getInstance()->bb(); CSingleton::getInstance()->cc();........此時的aa,bb,cc是啥玩意兒？)。
這也是為什麼加上volatile關鍵字依然不可以處理同步問題，volatile只處理了編譯器優化問題，卻無法控制機器指令執行順序。
很遺憾的是，C/C++自身在設計時是不思索多線程問題的，也就是說，要處置多線程問題還要順序猿自己想方法填坑。。
說了這麼多，我們要討論的問題依然沒有處理，慶幸的是，C++ 11提供了內存柵欄技術來處理這個問題，這裡不贅述，有興味的讀者可以自己搜索材料看看，不過是一些api調罷了。
那麼，C++ 11 以前的代碼如何處理這個問題呢？很不幸，並沒有很好的處理方案，一種可行的方案是，順序中不要四處這麼調用這個單例對象：
CSingleton::getInstance()->aa(); CSingleton::getInstance()->bb(); CSingleton::getInstance()->cc();
而是在順序開端就初始化緩存這個單例對象：
CSingleton* const g_ps = CSingleton::getInstance();//順序一開端就緩存這個單例對象 g_ps->aa(); g_ps->bb(); g_ps->cc();
但是如此帶來的問題是順序一開端就實例化了這個單例對象，對象在整個順序的聲明周期存在，這貌似叫餓漢式，而之前那種叫懶漢式，孰輕孰重，只要依據實踐狀況取捨了。
以上就是為大家帶來的從C++單例形式到線程平安詳解全部內容了，希望大家多多支持~
