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我正在阅读有关 DCLP（双重检查锁定模式）的信息，但我不确定我是否正确。当使用原子来创建锁时（如DCLP 中所述，在 C++11中修复），有两件事不清楚：

  1. 在文章的代码中：
std::atomic<Singleton*> Singleton::m_instance;
std::mutex Singleton::m_mutex;

Singleton* Singleton::getInstance() {
    Singleton* tmp = m_instance.load(std::memory_order_acquire);
    if (tmp == nullptr) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex);
        tmp = m_instance.load(std::memory_order_relaxed);
        if (tmp == nullptr) {
            tmp = new Singleton;
            m_instance.store(tmp, std::memory_order_release);
        }
    }
    return tmp;
}

如果我在“load()”中获取栅栏，但 tmp 不是 nullptr，我只是返回，会发生什么情况？我们不应该说明 CPU 可以在哪里“释放围栏”吗？

如果不需要释放栅栏，那我们为什么要获取和释放？有什么区别？

Surly我错过了一些基本的东西......

  1. 如果我正确理解了这篇文章，那么这也是实现 DCLP 的正确方法吗？
Singleton* Singleton::m_instance = null;
std::atomic<bool> Singleton::is_first; // init to false
std::mutex Singleton::m_mutex;

Singleton* Singleton::getInstance() {
    bool tmp = is_first.load(std::memory_order_acquire);
    if (tmp == false) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex);
        tmp = is_first.load(std::memory_order_relaxed);
        if (tmp == false) {
            // can place any code that will run exactly once!
            m_instance = new Singleton;

            // store back the tmp atomically
            is_first.store(tmp, std::memory_order_release);
        }
    }
    return m_instance;
}

换句话说，我没有查看实例，而是使用原子布尔值来确保 DCLP 工作，并且第二个 tmp 内的任何内容都必须同步并运行一次。这是对的吗？

谢谢！

编辑：请注意，我不是在问实现单例的问题，而只是为了更好地理解栅栏和原子的概念以及它如何修复 DCLP。这是一个理论问题。

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如果我在“load()”中获取栅栏，但 tmp 不是 nullptr，我只是返回，会发生什么情况？我们不应该说明 CPU 可以在哪里“释放围栏”吗？

不，当存储m_instance发生时，释放就完成了。如果您加载m_instance并且它不为空，那么该版本已经在较早的时候发生了，您不需要这样做。

您不会像获得互斥锁那样“获得栅栏”和“释放栅栏”。这不是栅栏。栅栏只是一个没有关联内存位置的获取或释放操作。栅栏在这里并不重要，因为所有的获取和释放操作都有一个关联的内存位置（原子对象m_instance）。

您不必像互斥锁+解锁这样的匹配对进行获取+释放。您可以执行一个释放操作来存储一个值，并进行任意数量的获取操作（零个或多个）来加载该值并观察其效果。

加载/存储上的获取/释放语义与加载/存储任一侧的操作排序有关，以防止重新排序。

对变量 A 的非松弛原子存储（即释放操作）将与同一变量 A的稍后非松弛原子加载（即获取操作）同步。

正如 C++ 标准所说：

非正式地，对 A 执行释放操作会强制其他内存位置上的先前副作用对稍后对 A 执行消耗或获取操作的其他线程可见。

因此，在您引用的 DCLP 代码中，这m_instance.store(tmp, memory_order_release)是一个存储m_instance操作，也是一个发布操作。这m_instance.load(memory_order_acquire)是一个加载m_instance，是一个获取操作。内存模型说，非空指针的存储与任何看到非空指针的加载同步，这意味着new Singleton在任何线程可以从tmp. 这修复了 C++11 之前的双重检查锁定问题，在该问题tmp完全构造对象之前，存储到的位置可能对其他线程可见。

换句话说，我没有查看实例，而是使用原子布尔值来确保 DCLP 工作，并且第二个 tmp 内的任何内容都必须同步并运行一次。这是对的吗？

不，因为您false在这里存储：

        // store back the tmp atomically
        is_first.store(tmp, std::memory_order_release);

这意味着在下一次调用该函数时，您会创建另一个函数Singleton并泄漏第一个函数。它应该是：

        is_first.store(true, std::memory_order_release);

如果你解决了这个问题，我认为它是正确的，但是在典型的实现中它使用更多的内存（sizeof(atomic<bool>)+sizeof(Singleton*)可能超过sizeof(atomic<Singleton*>)），并且通过将逻辑分成两个变量（一个布尔值和一个指针）你更容易出错，因为你做过。因此，与原始指针相比，这样做没有任何优势，指针本身也用作布尔值，因为您直接查看指针，而不是某些可能未正确设置的布尔值。

于 2015-06-02T10:13:46.530 回答