C++11中的双重检查锁定模式？

Question

新的C++11机器模型允许多处理器系统可靠地工作.重组指令。

正如Meyers和Alexandrescu指出的那样，“简单”的双重检查锁定模式在C++03中是不安全的。

Singleton* Singleton::instance() {
  if (pInstance == 0) { // 1st test
    Lock lock;
    if (pInstance == 0) { // 2nd test
      pInstance = new Singleton;
    }
  }
  return pInstance;
}

他们在他们的文章中显示，无论您作为程序员做什么，编译器在C++03中都有太多的自由度:允许以一种可以而不是的方式重新排序指令--请确保只得到一个Singleton实例。

我现在的问题是：

• 新的C++11机器模型的限制/定义现在是否约束了指令序列，即上面的代码将始终与C++11编译器一起工作？
• 当使用新的库工具(而不是这里的模拟Lock )时，这种单例模式的安全C++11实现现在是什么样的呢？

Answer 1

如果pInstance是一个常规指针，则代码具有潜在的数据竞争--对指针(或任何内置类型)的操作不能保证是原子的(编辑:或有序的)。

如果pInstance是std::atomic<Singleton*> ，而 Lock在内部使用std::mutex来实现同步(例如，如果Lock实际上是std::lock_guard<std::mutex>)，则代码应该是无数据竞争的。

请注意，您需要--显式锁定和原子pInstance --才能实现适当的同步。

Answer 2

由于静态变量初始化现在保证为threadsafe，Meyer的单例应该是threadsafe。

Singleton* Singleton::instance() {
  static Singleton _instance;
  return &_instance;
}

现在，您需要解决主要问题:代码中有一个Singleton。

编辑：基于下面的评论:与其他实现相比，这个实现有一个很大的缺点。如果编译器不支持此特性，会发生什么情况？编译器将发出线程不安全的代码，甚至不会发出警告。如果编译器不支持新接口，具有锁的其他解决方案甚至不会编译。这可能是一个很好的理由，不依赖这个特性，即使是在其他事情上，而不是单例。

Answer 3

C++11并没有改变实现双重检查锁定的意义。如果你想使双重检查锁定工作，你需要建立适当的记忆屏障/栅栏。