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。