无锁编程(一) - Double-checked Locking

时间:2023-03-08 15:44:00
无锁编程(一) - Double-checked Locking

Double-checked Locking,严格意义上来讲不属于无锁范畴,无论什么时候当临界区中的代码仅仅需要加锁一次,同时当其获取锁的时候必须是线程安全的,此时就可以利用 Double-checked Locking 模式来减少锁竞争和加锁载荷。目前Double-checkedLocking已经广泛应用于单例 (Singleton)模式中。

Double-checked Locking有以下特点:

Double-checked Locking模式是Singleton的多线程版本。
Double-checked Locking模式依旧会使用锁——临界区锁定,不要以为可以避免使用锁。
Double-checked Locking解决的问题是:当多个线程存在访问临界区企图时,保证了临界区只需要访问一次。

以Singleton为例,为了防止多次分配,通常Singleton的实现方式是:

//
实现1

Class singleton
{
singleton* get_instance()
{
lock();
if (instance == 0)
{
instance = new singleton;
}
unlock();
return instance;
}
}

这里存在的问题是:无论是否已经初始化都要加锁,增加了负荷,已经没有所谓的并发性能了。

要增加并发性能,可以先判断是否已经分配,在没分配的情况下才加锁,也许你想要改成下面这个样子:

// 实现2

Class singleton
{
singleton* get_instance()
{
if (instance == 0)
{
lock();
instance = new singleton;
unlock();
}
return instance;
}
}

这里存在的问题是:不能保证临界区只初始化一次,没能实现singleton的基本功能。

//
实现3 - Double-checkedLocking

Class singleton
{
singleton* get_instance()
{
if (instance == 0)
{
lock();
if (instance == 0 )
{
instance = new singleton;
}
unlock();
}
return instance;
}
}

严格的说,Double-checked locking不属于无锁编程的范畴,但由原来的每次加锁访问到大多数情况下无须加锁,就是一个巨大的进步。

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