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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