C++11 中的双重检查锁定模式(C++11 双重检查锁定模式详解与应用)

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ithorizon 6个月前 (10-21) 阅读数 24 #后端开发

C++11 双重检查锁定模式详解与应用

一、引言

在多线程编程中，确保线程平安是非常重要的。双重检查锁定模式（Double-Checked Locking Pattern，简称DCLP）是一种常用的线程同步技术，用于在多线程环境中延迟初始化资源。本文将详细介绍C++11中的双重检查锁定模式，并给出相应的应用示例。

二、什么是双重检查锁定模式？

双重检查锁定模式是一种确保多线程环境中资源被平安初始化的设计模式。其关键思想是：在初始化资源时，首先检查资源是否已经被初始化，如果没有，则加锁，再次检查资源是否已经被初始化，如果仍未被初始化，则进行初始化操作。

三、双重检查锁定模式的优势

延迟初始化：只有在需要使用资源时才进行初始化，可以减成本时间程序启动速度。

降低锁的竞争：由于资源在初始化后不再加锁，降低了锁的竞争，减成本时间了程序性能。

内存开销小：不需要额外的内存来存储锁的状态。

四、C++11 双重检查锁定模式实现

C++11提供了原子操作和内存模型，促使实现双重检查锁定模式变得更加明了。下面是一个明了的实现示例：


#include 
#include 
#include 
class Singleton {
private:
    static std::atomic instance;
    static std::mutex mutex;
    Singleton() {
        // 构造函数
    }
public:
    static Singleton* getInstance() {
        if (instance.load(std::memory_order_acquire) == nullptr) {
            std::lock_guard lock(mutex);
            if (instance.load(std::memory_order_acquire) == nullptr) {
                instance.store(new Singleton(), std::memory_order_release);
            }
        }
        return instance.load(std::memory_order_acquire);
    }
};
std::atomic Singleton::instance(nullptr);
std::mutex Singleton::mutex;
int main() {
    Singleton* singleton1 = Singleton::getInstance();
    Singleton* singleton2 = Singleton::getInstance();
    std::cout << "singleton1 == singleton2: " << (singleton1 == singleton2) << std::endl;
    return 0;
}