問題

在設計模式中，有一個很經典的模式-單例模式，它可能是實現上最簡單的模式，在代碼中也經常使用，在單線程下，毫無疑問延遲化加載是比較常用的，但是在多線程條件下，單例模式的延遲加載可能就會出現一些問題。

如以下的代碼：

T* GetInstance() {if (pInst == NULL){pInst = new T;}return pInst; }

如果檢測代碼和實例化代碼不是同一線程，則很容易出現返回NULL的現象。

經典的單例模式下的雙重檢測

解決以上問題就是加并發鎖，我們將需要實例化的對象加鎖，于是有了以下代碼：

T* GetInstance() {if (pInst == NULL){lock();if (pInst == NULL)pInst = new T;unlock();}return pInst; }

為什么要用兩層if檢查，第一層的if檢查是因為當實例為空的時候，才去對實例加鎖，這樣可以避免多次對lock資源的調用，當第二層if檢測的時候，才是程序要對程序進行初始化。

乍看這種代碼是沒有問題的，但是問題的來源是CPU的亂序執行，C++的New操作實際上包含了兩個步驟：

分配內存

調用構造函數

所以pInst = new T包含了三個步驟：

分配內存

在內存的位置上調用構造函數

將內存的地址賦值給pInst

因為(2)和(3)是可以顛倒的，所以可以出現這樣的情況：pInst的值已經不是NULL，但對象仍然沒有構造完畢。如果另外一個線程對GetInstance的調用，此時第一個if為false，這樣就會返回一個未構造完成的對象，此時可能會導致程序崩潰。

解決思路

許多體系結構都提供barrier指令，POWERPC提供了其中一條名為lwsync的指令，我們可以這樣來保證線程安全:

#define barrier() __asm__ volatile ("lwsyc") volatile T* pInst = 0; T* GetInstance() {if (!pInst) {lock();if (!pInst){T* temp = new T;barrier()pInst = temp;}unlock();}return pInst; }

由于barrier的存在，對象的構造一定會在barrier執行之前完成，所以這樣不會出現一些問題。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的[C++][线程安全]单例模式下双检查锁和线程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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